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

  • 银川:假日咖啡飘香

  • 欢乐度假期

独家策划

推荐阅读
董耀会的理想是在全国的长城沿线开发出一万个村,把长城沿线的优质农产品卖到世界各地。
2026-05-02 08:15
习近平总书记强调,要以更大力度、更实举措加强基础研究,提升我国原始创新能力,进一步打牢科技强国建设根基。
2026-05-01 18:40
加强基础研究,建设科技强国的必由之路。
2026-04-30 16:22
“AI投毒”“控评”“互踩”“人肉”“开盒”“算法黑箱”……AI时代,面对这些媒介乱象,该如何约束?
2026-04-30 09:02
近日,国家市场监管总局与教育部联合发布全国首批“专业与标准化教育融合试点单位”名单,位于江苏苏州太仓市的苏州健雄职业技术学院入选。如今,苏州健雄职业技术学院立足太仓“德企之乡”的实际需求,建校20余年来为太仓560余家德企直接输送技能人才或提供相关培训。
2026-04-30 08:59
西出世界屋脊,东汇百川入海,长江绵延6300多公里,滋养了源远流长的中华文明,哺育着勤劳勇敢的中华儿女。“各民主党派中央、无党派人士积极开展长江生态环境保护民主监督,立足实际,各展优长,推动中共中央有关决策部署落实到位。
2026-04-30 08:56
“刚出厂的机器人如同懵懂孩童,需要在数据喂养与场景训练中不断成长。”  他告诉记者,目前训练场的训练内容覆盖现代农业、工业制造、医疗康养等6大领域,精准对接12大产业、27个应用场景。
2026-04-30 08:55
2025年度全国十大考古新发现29日在北京揭晓,吉林东部长白山旧石器时代遗址群、河南新郑裴李岗遗址、河北宣化郑家沟遗址、甘肃庆阳南佐遗址、山西昔阳钟村遗址、河南郑州商城遗址、陕西富平长春遗址、山东青岛琅琊台遗址、浙江绍兴越国都城和汉六朝会稽郡遗址、宁夏贺兰苏峪口瓷窑址上榜。
2026-04-30 08:54
2010年,舒易来获得赴美国哈佛大学麻省眼耳医院联合培养的机会,在该院陈正一教授课题组继续开展耳聋治疗研究。2014年,舒易来带着最前沿的基因编辑理念回到复旦大学附属眼耳鼻喉科医院,继续探索耳聋治疗的新方法。
2026-04-29 10:43
一张4厘米见方、6微米厚的薄膜贴附于大脑功能区表面的硬脑膜外,就能采集到大脑信号。“北脑一号”已在研究者发起的临床研究中完成7例患者植入手术,器械在人体内累计工作时长超4.5万小时,初步验证产品的安全有效性。
2026-04-29 10:38
生物医药基础科研水平大幅提升。据统计,2023年,中国学者在生物医药领域三家全球顶尖学术刊物《细胞》《自然》《科学》发表的文章数量,跃升至全球第二,仅次于美国。在评选出的“2024年医疗界十大临床突破”中,有四项来自中国。
2026-04-29 10:33
乘坐自动扶梯时,很多人有“左行右立”的习惯:右侧站立,左侧留给赶路行人。可如果“左行”撞到了“右立”,还造成了一定损失,要担责吗?近期,上海铁路运输法院审结了一起相关案件。
2026-04-29 10:27
4月27日,农业法修订草案提交十四届全国人大常委会第二十二次会议审议。为突出耕地等农业资源保护和农业绿色发展,草案将现行农业法第八章“农业资源与农业环境保护”分为“土地等农业资源保护”“农业绿色发展”两章。
2026-04-29 10:13
教育部今天(28日)发布《普通高等学校本科专业目录(2026年)》,共新增38种普通高校本科新专业。本次获批申办高校可纳入2026年高考招生。
2026-04-28 11:22
目前,本科专业目录共涵盖13个门类、92个专业类、883种专业。
2026-04-28 11:20
中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘与利用创新团队近日成功克隆了调控小麦分枝与主茎之间角度的关键基因,并揭示了其平衡调控小麦“站姿”的分子机制。
2026-04-28 10:01
作为牵头用户,生态环境部已有8颗环境和大气系列卫星在轨运行,还可统筹调用140余颗民商卫星数据资源。
2026-04-28 10:00
西南大学徐洛浩、刘海平教授团队联合德国科学院院士阿克塞尔·迈尔开展攻关,成功破解相关科学难题。
2026-04-28 09:59
人工智能的崛起为人类社会开启了变革的新纪元,深刻重塑着我们生活与生产的各个方面。而作为文明传承与思维锻造的核心路径,阅读在这一浪潮中经历着前所未有的影响与重构。
2026-04-28 09:57
透视农业农村经济“开门红”,其背后是国家战略引领、政策有力支持和市场社会力量的协同发力。
2026-04-28 09:46
加载更多