点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:为万种鸟类绘制“历史地图”
首页> 光明科普云> 图文 > 正文

为万种鸟类绘制“历史地图”

来源:光明网2024-05-08 11:01

  近年来,随着进化生物学、分子系统学、遗传学、分子生物学、“组学”和发育生物学等学科的交叉融合,我国科学家在生命之树重建、物种形成和生物进化发育研究等方面取得了诸多举世瞩目的成果。

  “构建生命之树就像在绘制历史地图,它是我们开展任何比较生物学研究的基础,告诉我们一个物种从哪个祖先分支里分化出来、什么时候开始出现,也为我们推断一个生物学性状的演化过程和规律提供基础。我们此次工作为鸟类构建了一个更加可靠的生命之树、一个全新的生命之树。”

为万种鸟类绘制“历史地图”

科阶元基因组揭示鸟类演化复杂性(Jon Fjeldså、Josefin Stiller 和 陈光霁绘)

  浙江大学生命演化研究中心张国捷教授团队基于前期课题组收集的363种鸟类的全基因组数据,重构并革新了现生鸟类的系统发育树,厘清了现生鸟类各类群之间的关系,解决了鸟类类群关系长达一个多世纪的争议,为正确理解鸟类物种演化提供坚实基础。这一研究成果于2024年4月2日在线发表在国际学术期刊《自然》。

  鸟类是恐龙的后裔,所有其他类群的恐龙在白垩纪末期的大灭绝事件中走向了终结,但鸟类却出现了物种快速繁衍和分化。根据过去的研究,在短短不到一千万年里,新鸟类的祖先分化出大量的新的类群,基本奠定了当下新鸟小纲近万种鸟类的物种多样性格局。

为万种鸟类绘制“历史地图”

鸟类在恐龙大灭绝事件后快速繁衍和分化(陈星、刘野、Jon Fjeldså等绘)

  在过去的一百多年里,鸟类系统分类学的研究人员通过不同数据类型,对新鸟小纲主要类群之间的系统发育关系,提出了各种各样的观点,也产生了许多争议。因此,新鸟小纲内部的演化关系一直没有定论,这也是鸟类系统发育尚未厘清的重要原因之一。

  “可以说,一百多年来,鸟类学研究都存在着一层迷雾,人类对鸟类的研究,有点像盲人摸象。”为了打破这一局面,2010年张国捷牵头,浙江大学生命演化研究中心、深圳国家基因库、中国科学院动物研究所等单位联合主导发起了万种鸟类基因组计划(B10K),旨在破译现生约10500种鸟类的基因组图谱,从全基因组水平构建鸟类的生命之树,再现鸟类多样性演化历程。

  张国捷介绍,B10K的第一阶段是鸟纲下面的“目”级别的研究项目。在该阶段,研究团队对现生鸟类36个重要代表分支进行基因组解读,建立了全基因组构建生命之树的新方法,获得了高支持度的“目”级别一致树,结束了过去无法区分鸟类目级别关系的尴尬局面。这也是当时对同一类群物种最大规模的基因组演化历程分析,是利用比较基因组学揭示生物宏观演化历史的重要一步。

  “这次是B10K第二阶段的工作,目标是对鸟类所有‘科’级别代表物种的全基因组数据进行解码和整合,项目涉及全世界鸟类218个科类群,覆盖了全球已知的92%的鸟科。”张国捷说。

  据介绍,此次发布的新鸟类生命之树将新鸟小纲划分为四大分支:第一个分支是奇迹鸟类,如火烈鸟与䴙䴘(pì tī)等;第二大分支为鸽鸨类,如鸽、鸨、杜鹃等;第三大分支是陆鸟类,如雀鸟、鹦鹉、鹰、啄木鸟等。

为万种鸟类绘制“历史地图”

新的鸟类系统发育关系示意图。左图为新的系统发育关系,右图为以往的系统发育关系,虚线与色块线条表示新旧系统发育关系之间的变化(Josefin Stiller 和 陈光霁绘)

为万种鸟类绘制“历史地图”

奇迹鸟类(火烈鸟总目)

为万种鸟类绘制“历史地图”

鸽鸨类

为万种鸟类绘制“历史地图”

陆鸟类

为万种鸟类绘制“历史地图”

元素鸟类

  第四大分支是此次研究提出的全新类群——元素鸟类(Elementaves)。元素鸟类既包括了主要在水域活动的企鹅、潜鸟、信天翁等鹭形类、鹤形类,也包括了主要在陆地活动的麝雉等,还有擅长在天空活动的夜鹰和雨燕等夜鹰目,分别对应水、土和气三种古典元素,因此得名。在过去,这些类群的鸟类被认为是各自独立起源,新研究提出,元素鸟类由相同的共同祖先分化而来,从而解决了部分鸟类物种的归属过去存在疑问或冲突的问题。

为万种鸟类绘制“历史地图”

元素鸟类被确认为新的单系群,分类划分变化示意图。左图为新的系统发育关系,右图为以往的系统发育关系,色块线条标注了这些类群在新分类方案和过去分类方案之间的变化,虚线表示在更高阶层的类群关系存在差异(Jon Fjeldså、Josefin Stiller 和 陈光霁绘)

  张国捷团队对全球鸟类基因组的研究,以及元素鸟类新类群概念的提出,为建立健全新的鸟类系统发育树奠定了根基,在传统生物学分类“界门纲目科属种”层级基础上提出的鸟类分类框架,成为鸟类大纲亿万年演化的历史地图,对鸟类演化历史做了更精确的时间断代,为发生在物种大灭绝之后的“大爆炸”假说观点提供了强有力的支持。

  “这个全新的鸟类生命之树得到了众多自然历史博物馆馆长和博物学家的认可,元素鸟这个类群现在也录入到了维基百科中。”对于下一阶段的研究计划,张国捷表示,团队正在组织“属”阶段的研究工作。

  身入深林,方识百鸟。要彻底厘清万种鸟类的生命之树,仍需漫漫求索。 (记者宋雅娟 肖春芳,实习生韩雨潼对本文亦有贡献)

 

[ 责编:焦子原 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 金秋十月里 田间农事忙

  • 浙江诸暨:工业强镇生产忙

独家策划

推荐阅读
我国建成了由7.6万余个地面自动气象观测站、409个海岛站、120个高空气象观测站、2架高空大型无人机、546部天气雷达、9颗在轨风云气象卫星等组成的综合气象观测系统。
2024-10-21 09:55
全球水经济委员会17日发布的一项新报告指出,人类“有史以来首次”打破了全球水循环的平衡。报告警告称,全球近30亿人口和一半以上粮食都位于干旱地区或水资源总量不稳定地区,若不采取行动,到2050年,水危机将使全球一半以上粮食生产面临风险。
2024-10-21 09:54
10月16日至19日,来自全国各地科研机构、高校和文博单位的近500名专家学者齐聚甘肃敦煌,在中国文物保护技术协会第十二次学术年会上,探讨文化遗产保护的新理念、新技术、新方法。
2024-10-21 09:52
走进阳高县华联设施农业科技示范中心,各种颜色的“太空彩椒”引人注目,形态各异的“太空南瓜”“太空蛇瓜”等令人大开眼界。
2024-10-21 09:49
进入新时代以来,广大林草科研工作者始终胸怀“国之大者”、潜心科研攻关,把论文写在大地上,助力农牧民增收致富,推动乡村走向振兴,让绿水青山变成金山银山。近年来,随着大数据、人工智能等技术快速发展,林草领域的科技创新力度不断加大。
2024-10-21 09:47
新产品销售收入占营业收入比重为37.02%,比上年提高0.89个百分点,较2018年提高6.32个百分点,比非专利密集型产业高15.85个百分点。
2024-10-18 09:12
王方定利用各种机会,不厌其烦地为年轻人作报告。在中国原子能科学研究院内,只要是与年轻人相关的学术会议、交流会以及座谈会,王方定都一定参加。
2024-10-18 09:12
在河北省张家口市142个路口,早高峰的红绿灯时长与平峰时不同。算法赋予信号灯“大脑”,让以往的“车看灯”变成“灯看车”。经测算,每个路口的通行效率可以提高13秒。
2024-10-18 05:25
为了更准确检测出亚硝酸盐的存在,日前,中国科学院合肥物质院固体所能源材料与器件制造研究部蒋长龙、杨亮研究团队设计出一种新方法,制备出了针对亚硝酸盐的荧光可视化快检技术,在实时同步可视化检测亚硝酸盐领域取得新进展。
2024-10-18 05:25
10月8日,世界经济论坛公布最新一批“灯塔工厂”名单,“人工智能”是这份名单背后的关键词。
2024-10-18 02:35
据了解,在空间科学实验方面,中国将统筹利用首次载人登月前的飞行试验以及载人登月的任务机会,开展较大规模的空间科学实验。
2024-10-17 07:15
“祥云”AS700是中国航空工业集团首个按照适航规章自主研制、具有完全自主知识产权的载人飞艇。
2024-10-17 07:14
王贻芳说,江门中微子实验已吸引17个国家和地区、74个研究机构的750位科研人员参与,采取经费投入分担、技术共同研发、科研成果共享的方式推动全球中微子研究共同进步。
2024-10-17 07:14
中国科普研究所调研发现,当前一些领导干部、企业家等对如何因地制宜培育发展新质生产力仍有困惑。因此,开展有关新质生产力的科普工作,有利于领导干部、企业家增强对新技术、新动能、新模式的认知,把握科技创新和产业革命大趋势,更好理解新质生产力的内涵、特点和发展规律,促进培育发展新质生产力。
2024-10-17 03:15
“这路灯开启时间刚刚好,真是‘无缝对接’啊!”湖北省十堰市北京路一家蛋糕店的店主何伟十分疑惑:路灯是咋做到这么准时的?
2024-10-17 05:15
从“制”到“输”、从“储”到“用”,如今,张家口市可再生能源各项新技术不断突破,全新产业链条逐步形成,为国内可再生能源开发应用提供了诸多可推广、可复制的经验,也为本地高质量发展提供了强劲动能。
2024-10-17 05:05
由于今年第三季度订单锐减,荷兰半导体设备制造商阿斯麦公司15日股价大幅下挫,跌幅超过15%。
2024-10-16 10:59
天文学家利用美国国家航空航天局(NASA)与欧洲空间局(ESA)联合运营的詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST),观测到一个在大爆炸后仅7亿年就形成的星系“自内向外”的生长过程。
2024-10-16 10:36
(记者罗云鹏 通讯员王若琳)记者15日从深圳大学获悉,中国工程院院士、深圳大学教授谢和平团队就海水中的氯离子引发副反应和电极腐蚀现象,提出一种新的解耦式海水直接电解制氢策略,将有助于丰富和进一步构建破解海水复杂成分影响的海水电解制氢理论体系和技术框架。其进一步拓宽了谢和平院士团队海水无淡化原位直接电解制氢全新原理技术体系,将为海水直接电解制氢的产业化发展提供理论指导。
2024-10-16 10:35
加载更多