破解“臂行”奥秘!长臂猿演化家谱首次厘清
它们在热带雨林间“荡秋千”,一摆臂就能荡出好几米;它们的鸣叫声回荡山谷,是森林中优雅的“小歌手”。11月8日,一项科研成果发表在国际学术期刊《细胞》上,揭开了长臂猿“手臂为何如此长”以及“族谱如何划分”等科学谜题。
长臂猿是与人类亲缘关系较近的小型猿类,因其独特的臂行运动方式、复杂的鸣唱行为、特有的配偶制度以及严峻的濒危状况而备受关注。然而,由于样本难以获取,加上其经历了快速的演化辐射过程,长臂猿的系统发育关系长期存在争议,许多关键演化问题至今未解。
由中国科学院昆明动物研究所吴东东研究员、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员和中山大学范朋飞教授共同牵头的研究团队,利用先进基因组学技术,成功构建了目前覆盖范围最广的长臂猿基因组数据集,涵盖了18个现存长臂猿物种,并获取了包括出自秦始皇祖母墓的“君子长臂猿”在内的3个古代样本的线粒体基因组。
研究人员首次基于确凿的基因组证据,厘清了长臂猿科四大属的“家谱”关系——在演化历史上,长臂猿属是最早分化出来的分支;随后分化的是冠长臂猿属;而关系最近的“姊妹枝系”合趾猿属和白眉长臂猿属,是最后才彼此分开的。这项成果解决了困扰学界百年的分类难题。更令人惊喜的是,研究还证实“君子长臂猿”属于冠长臂猿属,而非一个独立的属。这一发现不仅修正了对古代物种的分类认知,也为理解长臂猿在历史时期的物种多样性和地理分布提供了重要线索。
研究人员还通过基因组数据重建了长臂猿在过去数十万年间的种群动态历史。结果显示,大多数长臂猿物种在晚更新世时期(约10至20万年前)曾经历严重的种群瓶颈,随后在约7万年前出现同步的种群恢复。这一变化与当时全球气候波动高度吻合,说明历史上气候变化是驱动长臂猿种群兴衰的关键因素。此外,基因组分析显示,现存的白眉长臂猿属物种普遍具有极低的遗传多样性和高水平的近交。
长臂猿最独特的外形特征,正是它们修长的手臂。它们能以极高的速度在枝间“臂行”,而这一能力的遗传基础一直是生物学上的未解之谜。科研人员通过比较多个灵长类物种的基因组,发现长臂猿的基因调控区域中存在一个长度为205个碱基对的特异性缺失片段。在后续构建的转基因小鼠实验中,携带这一特异性缺失片段的小鼠四肢骨骼出现明显增长,提示该变异可能是促成“长臂”形态的关键遗传因素。
该研究是由中国科学院昆明动物研究所牵头实施的国际“灵长类基因组计划”取得的又一项重要成果。
开屏新闻记者 杨质高
一审 孙琴霞
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主编 林舒佳
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