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首页 华大概况 新闻中心 集团动态 Cell发布华大最新成果:拥有相似DNA和样貌的未必是近亲

Cell发布华大最新成果:拥有相似DNA和样貌的未必是近亲

发布日期:2022/04/21


生命是如何从无到有,又如何实现了现在的千姿百态?数千年来,这个问题引导着人们无限的遐想与无尽的探索。构建物种间的联系,还原物种之间的系统发育关系一直是分类学家与演化学家的理想。


今天,小编来考考大家,两个看上去形态相似,且DNA相近的物种一定是近亲么?

答案是,no!


近日,深圳华大生命科学研究院生物多样性基因组研究团队、中国科学院昆明动物研究所等多个中外课题组发布了对有袋类哺乳动物进化过程的研究结果,揭示了物种在快速分化过程中,一些随机事件有可能会导致远缘物种具有相似表型的现象,解释了形态和DNA相近的物种却非近亲背后的原理。该成果于2022年4月20日在线发表于国际顶级学术期刊《细胞》(Cell)杂志。


Cell官网截图


下面,小编就来唠唠为什么会有这样的结果~



01  寻找最近的共同祖先

进化树到底是啥呢?它能将穿越数万年的物种进化浓缩于一图,通过进化树,我们可以观察物种之间的亲疏关系。为了达到这个目的,需要找到两个物种之间所谓的“最近共同祖先”,也就是两个物种在进化树上最近的一个公共祖先节点。如果,物种A和B的共同祖先相较于物种A和C的共同祖先更靠近树枝末梢,那么A和B越亲近。

早在19世纪,达尔文就在《物种起源》中提出现在地球上的所有物种最初都是从同一种原始生命演化而来,即共同祖先理论,例如,人类约在700万年前与黑猩猩从共同祖先古猿分化形成。构建正确的进化树是演化生物学研究和开展跨物种比较研究的基础,对我们推理各种生物学现象的起源过程至关重要。




02  “香蕉”还是“苹果”?

那么,如何构建进化树呢?DNA是绝大多数生物的遗传蓝图,DNA序列越相似的物种在生命之树上就更接近,而且理论上携带相同表型的物种演化关系也就越接近。依据这样的推论,形态数据和DNA数据都可以用来构建进化树。但实际上,用物种的形态特征来分析演化过程常常会得到与 DNA数据不一致的结果。


研究团队表示,在经历过物种快速分化的类群里,很容易看到上述形态特征与DNA数据冲突的现象,不完全的谱系分流(incomplete lineage sorting,不完全谱系分选)是导致这种情况的原因之一。多个物种在极短的时间内从一个共同祖先里分化出来,使得某些祖先基因的多态性被随机分流到分化出的不同物种里,从而使得多个物种随机保留了相同的基因型。


以人、黑猩猩和大猩猩为例。我们都知道,相较于大猩猩,人类与黑猩猩的亲缘关系更近。以水果来比作基因型的话,三者共同祖先具有较高的遗传多样性,也就是有多种水果,大猩猩在第一次分化后弄丢了其他水果,只剩下了香蕉,而人和黑猩猩的共同祖先则继承了香蕉和苹果。第二次物种分化的时候,人随机的遗失了苹果,留下了香蕉,黑猩猩随机的遗失了香蕉,留下了苹果。这样一来,人虽然和黑猩猩更近缘,但基因组里却有约15%的区域跟大猩猩更相似!