為什么南美的小山猴,“長(zhǎng)得像” 澳洲的袋鼠?

南美小山猴和澳洲袋鼠
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圖1 達(dá)爾文的筆記 | 圖源[1,2]
今年4月發(fā)表于《細(xì)胞》雜志的一篇研究中,研究人員解析了關(guān)鍵有袋類哺乳動(dòng)物的演化關(guān)系,并驗(yàn)證了不完全譜系分流(incomplete lineage sorting,ILS)對(duì)表型演化的影響 [3]。


圖2 “放錯(cuò)”球與演化關(guān)系推斷。1號(hào)球的分配方式與容器的演化路徑一致,基于1號(hào)球的顏色推斷A、B、C三個(gè)容器的親緣關(guān)系時(shí),也很自然地認(rèn)為B和C更近;2號(hào)球的分配方式與容器的演化不一致,B偶然間保留了與A相同顏色的球,因此從2號(hào)球的顏色判斷,A和B的親緣關(guān)系更近,與真實(shí)的關(guān)系矛盾 | 本文作者制圖
但是,如果物種分化過程非???/strong>,短期內(nèi)分化出大量物種,祖先還來不及固定某種變異,就已經(jīng)產(chǎn)生了更新的下一代。這樣一來,新的物種就有可能隨機(jī)保留了某種祖先的變異——此時(shí),“放錯(cuò)球” 就會(huì)頻頻出現(xiàn),進(jìn)而影響通過這些變異推導(dǎo)出的親緣關(guān)系。所以,物種快速分化的過程常常伴隨著不完全的譜系分流。


圖3 小山猴生態(tài)照 | 圖源[4]

圖4 小山猴的分類地位假說一:位于澳洲有袋類內(nèi)。綠色為分布于南美洲的物種,藍(lán)紫色為分布于澳洲的物種 | 圖源[5]

圖5 小山猴的分類地位假說二:澳洲有袋類的姐妹群?;疑珵榉植加谀厦乐薜奈锓N,黑色為分布于澳洲的物種 | 圖源[7]
那么,真實(shí)的演化歷史是什么樣的呢?為什么會(huì)出現(xiàn)這種矛盾呢?


圖6 小山猴與澳洲有袋類的三種演化關(guān)系 | 圖源[3]
1 Dipr_Dasy樹-澳洲的兩種有袋類親緣關(guān)系最近,分布于南美的小山猴是澳洲有袋類的姐妹群;
2 Dipr_Micr樹-小山猴與袋鼠目的親緣關(guān)系更近;
3 Dasy_Micr樹-小山猴與袋鼬目的親緣關(guān)系更近。

圖7 使用全基因組同源比對(duì)區(qū)構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)生樹 | 圖源[3] 繪圖:丁弋
研究人員發(fā)現(xiàn),全基因組數(shù)據(jù)支持小山猴是澳洲有袋類動(dòng)物的姐妹群(圖7),因此 Dipr_Dasy 樹被認(rèn)定為反映小山猴真實(shí)演化歷史的物種樹。


圖8 本研究中各目代表動(dòng)物的肱骨形態(tài)、脊柱棘突相對(duì)高度與門齒結(jié)構(gòu) | 圖源[3] 繪圖:丁弋

圖9 Dipr_Micr的ILS信號(hào)(藍(lán)色區(qū)域)在小山猴WFIKKN1基因上的分布 | 圖源[3]

為了回答小山猴演化地位的問題,此項(xiàng)研究主要解析了六個(gè)關(guān)鍵代表性物種的演化關(guān)系。在澳洲分布的四個(gè)有袋類目級(jí)分類中,研究人員選取了袋鼠目和袋鼬目作為代表。“物種選取跟我們要追溯的祖先節(jié)點(diǎn)有關(guān)?!?馮少鴻告訴《知識(shí)分子》,“袋鼠目配袋鼬目、袋鼴目、袋貍目中的任意一個(gè)即可。袋獾和棕袋鼩基因組質(zhì)量好,且一開始尋找骨骼標(biāo)本的時(shí)候,也是它們的資源比較多。但是,如果想更精細(xì)地重建有袋類的演化歷史以及分析不完全譜系分流對(duì)物種演化的影響,還需要更多的有袋類物種基因組數(shù)據(jù)?!?nbsp;
制版編輯 | 姜絲鴨