林小春
鳥類是如何起源的,?為何有鮮艷的羽毛,?怎么學(xué)會(huì)了鳴叫?歷經(jīng)4年努力,,中國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)于11日公布了迄今最可靠的鳥類“生命之樹”,,全面還原了地球生物演化史上的一個(gè)重要篇章。
現(xiàn)代鳥類的演化歷史和親緣關(guān)系,,是困擾學(xué)界數(shù)世紀(jì)的未解之謎,。為回答這些問題,由華大基因的張國(guó)捷和國(guó)外同行領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際鳥類基因組聯(lián)盟對(duì)48個(gè)鳥類物種進(jìn)行基因組測(cè)序、組裝和全基因組比較分析,,這些鳥類物種包括烏鴉,、鴨、隼,、鸚鵡,、企鵝、朱鹮,、啄木鳥和鷹等,,囊括了現(xiàn)代鳥類的主要分支。
鳥類是6500萬(wàn)年前白堊紀(jì)物種大滅絕事件中的幸存者,,那次事件滅絕了地球上的恐龍,,只有部分鳥類的祖先存活了下來(lái)。而基于基因組數(shù)據(jù)的新研究表明,,恐龍滅絕后1000萬(wàn)年至1500萬(wàn)年間,,鳥類經(jīng)歷了一次“超級(jí)物種大爆發(fā)”,后來(lái)逐漸演化出了1萬(wàn)多種被稱為新鳥綱的鳥類,,95%的現(xiàn)存鳥類來(lái)自這一新鳥綱鳥類,。
研究還表明,鳥類的祖先從爬行動(dòng)物中分化出來(lái)后丟失了成百上千的基因,,這些基因在人類中都有很重要的功能,,比如在維持生殖系統(tǒng),骨骼生成和肺部系統(tǒng)等方面不可或缺,?!斑@是個(gè)非常有趣的發(fā)現(xiàn),因?yàn)槿藗兺ǔUJ(rèn)為,,生物演化出新特征依靠的是產(chǎn)生新的遺傳物質(zhì),,而不是基因的丟失?!睆垏?guó)捷說(shuō),。
此外,具有鳴唱學(xué)習(xí)能力的鳥類(包括鳴禽,、鸚鵡和蜂鳥),,它們大腦中與鳴唱學(xué)習(xí)相關(guān)的腦基因調(diào)控回路,跟人類大腦中語(yǔ)言相關(guān)的區(qū)域呈現(xiàn)出相似特征,。其中鸚鵡具有一套獨(dú)特的鳴唱學(xué)習(xí)系統(tǒng),,這也許是它們可以模仿人類語(yǔ)言的原因。
其他一些重要發(fā)現(xiàn)還包括:家雞的基因組與鳥類共同祖先可能是一只長(zhǎng)滿羽毛的恐龍,;鱷魚是鳥類的“近親”,,它們的共同祖先可追溯至2.4億年前,,但鱷魚的基因組演化速率較慢,而鳥類基因組演化速率較快,;鳥類的牙齒是在約1.16億年前失去的,,因?yàn)轼B類共同祖先中5個(gè)牙齒相關(guān)的基因在那個(gè)時(shí)間被“關(guān)閉”;水生鳥類有3次獨(dú)立的起源,;主要的陸生鳥類,,如鸚鵡、啄木鳥,、貓頭鷹、鷹和隼等,,都來(lái)自同一祖先,,這種祖先鳥類是頂級(jí)的捕食者,它同時(shí)也是一種在美洲已滅絕的巨型恐鳥的祖先,;最早的企鵝出現(xiàn)在約6000萬(wàn)年前,。
羽毛漂亮的雄鳥在求偶過(guò)程中會(huì)比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更具有優(yōu)勢(shì),而新研究也發(fā)現(xiàn),,與羽毛顏色相關(guān)的基因比其他基因演化速度要快得多,。此外,相比哺乳動(dòng)物,,鳥類基因組可能較不容易被病毒入侵,,或者能較好地清除病毒序列。