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古基因组研究发现中国北方一支已灭绝且深度分化的老虎支系

古基因组研究发现中国北方一支已灭绝且深度分化的老虎支系

老虎手绘图(陈瑜绘)

据地大新闻网(记者陈华文):7月27日,中国地质大学(武汉)赖旭龙教授领导的古DNA团队与吉林大学、丹麦哥本哈根大学合作完成的“古基因组研究发现中国北方一支已灭绝且深度分化的老虎支系”研究成果,在著名学术期刊《英国皇家学会会刊B辑:生物科学》发表。这是世界首例古虎基因组研究成果。

2003年,吉林大学考古团队在吉林省通化市大安镇的一处溶洞中,发掘出大量古生物化石,并将其中部分斑鬣狗化石提供给我校古DNA研究团队开展合作研究。通过对化石中残存DNA的分析鉴定,研究人员意外发现其中一块残破的下颌骨(标本编号:CADG482)并非斑鬣狗,而是属于老虎(以下简称“大安虎”),其年代已经超过了43500年。

古基因组研究发现中国北方一支已灭绝且深度分化的老虎支系

吉林通化大安溶洞古虎化石

在生物学分类上,老虎属于猫科、豹属、虎种,是大型猫科动物中的“明星”,其演化历史、生存状态均受到社会和学界的广泛关注。当前的老虎主要包括六个地理亚种:西伯利亚虎(东北虎)、华南虎、印支虎、孟加拉虎(印度虎)、马来虎、苏门答腊虎。已有研究认为,它们均分化自一个距今约11万年的祖先种群。

为探究大安虎与现生老虎各地理亚种的亲缘关系,研究人员加大了对大安虎下颌骨化石的古DNA提取及二代测序文库构建等工作,从24个测序文库中,组装得到大安虎近完整的线粒体基因组及部分核基因组信息。基于大安虎和所有现生老虎遗传成分对比分析及系统发育树构建,发现大安虎不同于任何现生老虎,属于此前未知且现已灭绝的遗传支系,它所代表的遗传支系与现生老虎的祖先,在约26万年前就已分道扬镳。与现生老虎的祖先随后在各地辐射分化形成不同地理亚种不同,大安虎代表的遗传支系,随后走上了绝灭之路。

古基因组研究发现中国北方一支已灭绝且深度分化的老虎支系

老虎演化历史的科学图示

a)老虎母系有效种群动态变化; b)老虎线粒体系统发育关系

对于现生老虎的研究,只能揭示它们直系祖先的演化历史。大安虎基因组的测定和解析,表明在老虎的演化历程中,有部分遗传支系丢失了,所有现代老虎只是其中一个支系的后代。迄今为止,最古老的老虎化石发现于我国甘肃距今超过200万年的早更新世,其它中、晚更新世的虎化石也遍及东亚。研究人员表示:“在得到古DNA数据之前,消失的老虎支系的遗传信息,一直被尘封在破碎的、易被误读的化石中,古基因组研究使得绝灭的老虎支系重见天日,为系统全面地探究老虎的演化历史提供了必要的、不可替代的分子依据。”(原标题:为大安虎存在和灭绝提供科学证据我校研究团队破解世界首例古代老虎基因之谜)

相关报道:地大团队发现已灭绝的老虎支系距今4.35万余年

据湖北日报(记者张歆通讯员陈华文):7月29日,记者从中国地质大学(武汉)(以下简称“地大”)获悉,该校赖旭龙教授领衔的古DNA(古基因组研究)团队发现了一支已灭绝的老虎支系,距今4.35万余年,研究人员根据样品采集地点将其命名为“大安虎”。

现存于世的老虎主要包括六个地理亚种:西伯利亚虎(东北虎)、华南虎、印支虎、孟加拉虎(印度虎)、马来虎、苏门答腊虎。已有研究认为,它们均分化自一个距今约11万年的祖先种群。

研究人员使用古DNA方法研究发现,大安虎的祖先种群与现生老虎的祖先种群在约26万年前就已分道扬镳。与现生老虎的祖先随后在各地辐射分化形成不同地理亚种不同,大安虎代表的遗传支系,随后走上了绝灭之路。这意味着老虎的演化历程中,有部分遗传支系丢失了。

记者了解到,迄今为止,最古老的老虎化石发现于我国甘肃,距今超过200万年,存在于早更新世,其他中、晚更新世的虎化石也遍及东亚。古虎化石的发掘并不鲜见,为何老虎遗传支系的研究成果却很少?

地大古生物学与地层学教授盛桂莲介绍,DNA存在于生物的所有细胞中,揭示了生物的遗传信息。但化石中的古DNA很难得,在低温、干燥、碱性土壤等适当条件下,化石才可能含有微量和高度碎片化的古DNA。在得到古DNA数据之前,消失的老虎支系的遗传信息,一直被尘封在破碎的、易被误读的化石中。古DNA研究使得绝灭的老虎支系重见天日,为系统全面地探究老虎的演化历史提供了必要的、不可替代的分子依据。

据悉,此研究成果也是世界首例古虎基因组研究成果,与吉林大学、丹麦哥本哈根大学合作完成,在学术期刊《英国皇家学会会刊B辑:生物科学》上发表。

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