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首提新類群“元素鳥” 重構鳥類“生命之樹”
2024年04月03日 08:23 來源:科技日報 關燈

從恐龍演化而來的鳥類,如何分化出諸多形態(tài)?

4月2日,浙江大學生命演化研究中心張國捷教授團隊聯(lián)合國內(nèi)外學者,在國際期刊《自然》發(fā)表了最新研究成果。聯(lián)合團隊對介于不同“目”和“科”之間的鳥類分類關系進行了研究,提出一套新的鳥類分類方案。新方案完善了鳥類物種“生命之樹”,為鳥類物種分析研究提供了重要基礎。

界、門、綱、目、科、屬、種,是傳統(tǒng)的生物學分類層級。鳥綱為脊椎動物亞門的一綱。自達爾文提出共同祖先理論和自然選擇學說以來,博物學家們就試圖對全世界各種鳥類進行分類。盡管科研人員通過DNA分子數(shù)據(jù)解決了許多生物類群的分類難題,但鳥類的世界紛繁復雜,演化面紗依然難以被揭開。

多年前,張國捷聯(lián)合國內(nèi)外學者發(fā)起了萬種鳥類基因組計劃(B10K),旨在組織收集全球現(xiàn)生10000多種鳥類的基因組及形態(tài)信息,構建起鳥類物種的“生命之樹”。迄今,該計劃已完成“目”“科”級別的攻關。基于“科”級別階段收集的基因組數(shù)據(jù),聯(lián)合團隊構建起覆蓋全球92%現(xiàn)生鳥科、218個科類群的“生命之樹”。

此次研究為萬種鳥類基因組計劃第二階段重要成果。張國捷團隊與合作者以基因間區(qū)比對序列數(shù)據(jù)集為基礎,將6000多萬年前鳥類大爆發(fā)后輻射性演化產(chǎn)生的新鳥小綱,劃分為四大類:以火烈鳥為代表的奇跡鳥類,包含了鴿子與杜鵑的鴿鴇類,囊括了麻雀、鸚鵡、鷹的陸鳥類,以及一個被稱為元素鳥類的分類。

其中,元素鳥類是張國捷團隊提出的新類群概念,是一個介于“綱”和“目”之間的大類群,包含了10個“目”。元素鳥類有主要在水域活動的海鷗、丹頂鶴等鶴形類鳥類與企鵝、信天翁等鷺形類鳥類,主要在陸地活動的圭亞那國寶麝雉等鳥類,天空活動的夜鷹和雨燕等夜鷹目鳥類。

研究顯示,95%的現(xiàn)生鳥類都屬于新鳥類,它們共同的祖先在歷史上經(jīng)歷了一次物種大規(guī)模爆發(fā),即在不到1000萬年的極短時間內(nèi),快速演化出了大量新物種。這一輻射性演化事件發(fā)生在物種大滅絕之前還是之后,科學界一直存在著“大規(guī)模幸存”與“大爆炸”兩種不同的假說。

“大規(guī)模幸存”假說認為,在物種大滅絕事件發(fā)生之前,新鳥類已經(jīng)發(fā)生了快速輻射演化,并在后來劇烈的全球變化中幸存下來;“大爆炸”假說則認為,其快速分化發(fā)生在大滅絕事件之后,早期的新鳥類擴散到滅絕事件空出的新生態(tài)位,繼而發(fā)生了快速的輻射適應演化。

化石證據(jù)更加支持“大爆炸”假說,但是早先開展的小范圍基因分類相關研究卻支持“大規(guī)模幸存”假說。張國捷團隊基于本次研究,對鳥類演化歷史進行了更精確的時間斷代,為“大爆炸”假說提供了強有力的支持。

此外,該研究還發(fā)現(xiàn),新鳥類在輻射演化過程中,相對于祖先類群,出現(xiàn)了腦容量急劇上升、體重急劇降低等一系列變化。這體現(xiàn)出新鳥類在恐龍大滅絕后,適應并擁有了更多生存空間。

“新的分類系統(tǒng)獲得了大部分基因組信息的支持,更客觀地反映了一億多年來鳥類的分化歷程,極大地改變了教科書里對鳥類類群的分類和關系論述,并將調(diào)整博物館對鳥類的分類整理?!睆垏菡f,此次研究為進一步對現(xiàn)生所有鳥類開展分類提供了更為可信的框架體系,揭示了整個鳥綱的類群演變歷史,將為鳥類起源和演化規(guī)律的研究開啟新征程。(洪恒飛 柯溢能 記者 江 耘)

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編輯:方琳
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