科學(xué)家重建大象的進(jìn)化史
大象曾經(jīng)是最廣泛的巨型家庭之一。然而,今天只存在三種物種:兩種Loxodonta,森林象(Loxodonta cyclotis)和稀樹草原象(非洲象),僅限于非洲;和屬的一個(gè)亞洲象,這是特有的亞(亞洲象)。為了重建他們的進(jìn)化歷史,一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)從幾個(gè)生物和滅絕的大象物種中產(chǎn)生了14個(gè)基因組。該結(jié)果顯示在科學(xué)的美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊。
由麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué),哈佛醫(yī)學(xué)院,烏普薩拉大學(xué),波茨坦大學(xué)和麥克馬斯特大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對(duì)來(lái)自幾個(gè)物種的14個(gè)基因組進(jìn)行了測(cè)序和分析:兩個(gè)森林,兩個(gè)稀樹草原和兩個(gè)亞洲大象,一頭有12萬(wàn)年歷史的直紋大象(Palaeoloxodon antiquus),四只猛犸象(Mammuthus primigenius),一只哥倫比亞猛犸象(Mammuthus columbi),還有兩只美洲乳齒象(Mammut americanum),它們是一種已滅絕的遠(yuǎn)親。大象家族。
詳細(xì)分析表明,大象物種之間的基因流動(dòng)是其歷史的一個(gè)共同特征,與之前的研究相反,這些研究表明它們之間的關(guān)系是簡(jiǎn)單的樹木。然而,這種行為實(shí)際上在活著的大象中停止了,增加了人們對(duì)地球上少數(shù)物種未來(lái)的擔(dān)憂。
“雜交可能有助于解釋為什么猛犸象在如此多樣化的環(huán)境中如此成功,并且在如此長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),重要的是這種基因組數(shù)據(jù)也告訴我們生物學(xué)是混亂的,并且進(jìn)化不會(huì)以有組織的線性方式發(fā)生,”主要作者Hendrik Poinar博士,McMaster古DNA中心主任,Michael G. DeGroote傳染研究所首席研究員。
“對(duì)來(lái)自所有這些古代大象和乳齒象的全基因組數(shù)據(jù)的綜合分析,揭示了大象種群歷史的帷幕,揭示了我們以前根本不知道的復(fù)雜性。”
例如,對(duì)古代直紋大象的DNA分析表明,它是一種混合物,其遺傳組成部分來(lái)自古老的非洲象,猛犸象和現(xiàn)今的森林象。
“這是目前任何物種中最古老的高質(zhì)量基因組之一,”德國(guó)波茨坦大學(xué)的共同主要作者M(jìn)ichael Hofreiter博士說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了哥倫比亞和毛茸茸猛犸象之間雜交的進(jìn)一步證據(jù)。
盡管它們的棲息地和大小各不相同,但作者認(rèn)為,猛烈的猛犸象在冰川邊界和北美溫帶生態(tài)交錯(cuò)帶遇到了哥倫比亞猛犸象。
引人注目的是,研究人員發(fā)現(xiàn)世界上剩下的三個(gè)物種 - 森林和稀樹草原大象中的兩個(gè)沒(méi)有遺傳證據(jù)表明他們?cè)谶^(guò)去的50萬(wàn)年里一直生活在近乎完全的隔離狀態(tài),盡管他們居住在鄰近的棲息地。
“保護(hù)社區(qū)一直在爭(zhēng)論非洲大草原和森林大象是否是兩種不同的物種,”哈佛醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系和霍華德休斯醫(yī)學(xué)院的共同主要作者David Reich教授說(shuō)。研究所調(diào)查員。
“我們的數(shù)據(jù)顯示這兩個(gè)物種已被隔離很長(zhǎng)一段時(shí)間 - 使每個(gè)物種都具有獨(dú)立的保護(hù)狀態(tài)。”
“這些調(diào)查結(jié)果對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常令人驚訝。大象種群關(guān)系無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的分裂來(lái)解釋,為了解這些標(biāo)志性物種的進(jìn)化提供線索,“研究第一作者,哈佛醫(yī)學(xué)院博士后科學(xué)家Eleftheria Palkopoulou博士說(shuō)。
未來(lái)的研究需要探索生物和古代大象的多樣性,并研究種群結(jié)構(gòu)隨距離和時(shí)間的變化。
Reich博士說(shuō):“獲取大象種群結(jié)構(gòu)的技術(shù)圖片也可能對(duì)保護(hù)工作具有直接價(jià)值。”
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