走出非洲的豹，沒能在歐洲走下去 | BMC Evolutionary Biology
豹雖然無法改變自己身上的斑紋，但可以移動自己的蹤跡在地圖上留下的斑點。
作者 | Dr. Johanna L.A. Paijmans
● ● ●
了解豹種群的地理起源是一項復(fù)雜的工程。人們從分子學(xué)數(shù)據(jù)所推斷出的演化模式和已有的化石證據(jù)并不一致。最近在BMC Evolutionary Biology上發(fā)表的一項新研究尋訪了歷史悠久的豹線粒體DNA樣本，以期更進一步了解遠古和現(xiàn)代豹種群的演化歷史。在接下來的文章中，Johanna Paijmans博士向我們介紹了她和同事們進行的這項研究。
豹（Panthera pardus）是典型的大型獵食性動物，目前主要分布在非洲和亞洲大部分地區(qū)。通常認為亞洲豹是非洲豹的后代，這種遷移主要發(fā)生在生物向非洲以外的地區(qū)擴散的事件中（和我們?nèi)祟惖难莼瘹v史一樣）。 我們從化石遺跡中了解到，在更新世（Pleistocen）的大部分時期中，歐洲也存在豹，但是這些歐洲豹在末次冰期（約25000年前）中不幸滅絕了。這些已滅絕的歐洲豹與現(xiàn)存的非洲豹和亞洲豹的關(guān)系至今仍是個謎。 我們研究了來自歐洲“冰河時代”古老的豹DNA樣本（有些已經(jīng)存在了45000年），以及來自博物館藏品的亞洲豹和非洲豹樣本，以期弄清有關(guān)遠古豹和現(xiàn)代豹之間的關(guān)系以及這些典型獵食者的生物地理學(xué)特征。 生物地理學(xué)會對被研究對象世系的地理分布進行分析，并推斷出可能導(dǎo)致現(xiàn)存模式的過去事件。例如，到最后一個冰川期結(jié)束為止，豹一直生活在歐洲，這些滅絕種群的DNA可以讓我們了解它們的起源，以及它們與現(xiàn)存豹的關(guān)系。 對當前種群DNA的研究可能只能揭示存活下來的豹的遺傳多樣性。而罕見的來自遠古和歷史樣本的DNA，可以讓我們從獨特的角度了解物種的演化歷史和遺傳多樣性。通過它，我們能夠獲得已消失的種系和種群（如歐洲豹）的相關(guān)信息。 我們對遠古DNA的序列分析發(fā)現(xiàn)，與非洲豹相比，亞洲豹的祖先與歐洲豹才更親近。這表明，歐洲豹的種群是在形成亞洲豹種群的向非洲以外的地區(qū)遷移的同一過程中形成的。 在歷史和遠古DNA的線粒體基因組基礎(chǔ)上建立的豹的歷史生物地理學(xué)分布 走出非洲：不是第一步，也不是最后一步 我們的數(shù)據(jù)進一步表明，有關(guān)所有現(xiàn)存豹的非洲血統(tǒng)假說是正確的。除此之外，還有許多其他哺乳動物也被認為具有非洲血統(tǒng)（例如鬣狗，獅子），其中也包括我們的祖先。 我們使用了化石校準的遺傳方法來估算豹向非洲以外的地區(qū)遷移的時間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個時間大約是在71-48.3萬年前。豹的遺傳數(shù)據(jù)也表明，向非洲以外的地區(qū)遷移是一個單次事件，并不是多次重復(fù)的事件。 這一事件的發(fā)生時間與最早的原始人類（大約2百萬年前的直立猿人，Homo erectus）或最早的解剖學(xué)意義上的現(xiàn)代人（大約10萬年前的智人，H. sapiens）的擴散沒有直接相關(guān)關(guān)系，所以很可能存在不同的過程推動了不同物種向非洲以外的地區(qū)擴散。 來自爪哇豹的意外發(fā)現(xiàn) 圖片來自：Karla Fritze，德國波茨坦大學(xué) 我們的豹樣本中有一個來自爪哇，這種來自爪哇的豹被單獨分為一個亞種（爪哇豹，Panthera pardus melas）。過去有研究發(fā)現(xiàn)，爪哇豹的DNA與所有大陸亞洲豹的DNA都不同，這表明這個種群在東南亞已經(jīng)分離了很長一段時間。然而，我們發(fā)現(xiàn)爪哇豹的博物館標本與印度支那豹（Indochinese leopard）密切相關(guān)，這表明大陸豹和爪哇豹之間可能在近期發(fā)生過遺傳交換。 雖然我們應(yīng)當對單個樣本的結(jié)果持謹慎態(tài)度，但是這些結(jié)果確實表明有必要對爪哇豹及其與大陸種群的關(guān)系進行更詳細的研究。 對現(xiàn)代豹研究的啟示 我們研究了線粒體DNA，它僅僅只是基因組的一小部分，并且只能通過雌性系繼承。因此，線粒體DNA只能揭示物種演化歷史的一部分，并且可能有多種情景導(dǎo)致相似的遺傳模式，使得其難以區(qū)分。 來自爪哇豹的意外發(fā)現(xiàn)便反映了在保護策略制定方面存在的問題。目前，對爪哇豹的保護工作是在認為其是獨特亞種的分類基礎(chǔ)上進行的。我們的研究結(jié)果提示大陸豹和爪哇豹之間發(fā)生過基因流動，并且發(fā)生的時間比過去認為的更近，這可能會對豹種群的管理產(chǎn)生影響。 然而，目前的分類學(xué)除線粒體DNA之外，還會考慮了許多其他因素。未來需要收集更多的數(shù)據(jù)來充分表征爪哇豹與大陸豹之間的關(guān)系，以及如何以最好的方式確保它們能持續(xù)生存。 論文信息 BMC Evolutionary Biology doi: 10.1186/s12862-018-1268-0
BMC Evolutionary Biology is an open access, peer-reviewed journal that considers articles on all aspects of molecular and non-molecular evolution of all organisms, as well as phylogenetics and palaeontology.
