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

  • 2025全球工业互联网大会在辽宁沈阳开幕

  • 智能网联新能源汽车闪耀智博会

独家策划

推荐阅读
植物在漫长的适应性进化过程中,催生出丰富多元的物种谱系。9月2日,《细胞》在线发表了华中农业大学教授宁国贵团队的一项研究成果,该研究揭示了月季香气基因起源的新机制。
2025-09-05 10:06
今年8月,中央网信办、国家卫生健康委等四部门联合发布《关于规范“自媒体”医疗科普行为的通知》,为医疗科普立了“规矩”。
2025-09-05 10:02
数字经济时代,算力是如同水、电一样重要的基础资源。我国算力发展情况如何?未来着力点在哪儿?
2025-09-05 09:54
算法技术的赋能强化了传统意识形态风险,算法的自我进化制造了意识形态黑箱,要求我们积极探索和优化治理智能算法技术意识形态风险的新路径。
2025-09-05 09:48
日前,中国科学技术大学孙道远教授、毛竹教授团队联合国外学者在行星科学研究领域取得重大进展,该研究首次在地球以外的行星中确认了固态内核的存在。
2025-09-05 09:41
据世界气象组织2日发布的厄尔尼诺/拉尼娜现象最新通报,拉尼娜现象有可能从今年9月起回归并影响未来数月的全球天气和气候状况。拉尼娜现象是指赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷的现象,而厄尔尼诺现象则是指太平洋赤道海域海水大范围持续异常升温的现象。
2025-09-04 09:47
这种说法缺乏科学依据。
2025-09-04 09:44
正确掌握储存技巧和使用习惯,才能发挥冰箱的功能,保障家人饮食健康。
2025-09-04 09:39
这不是惊悚小说,也不是玄幻剧,而是世代生活在海边的人们,和海洋巨兽的别样相遇——这是鲸和海豚的骨头。从意外搁浅偶然获得,到渔业生产相对频繁打捞,闽南的“新鱼骨庙”(阴庙)呈现出和历史上的鱼骨庙截然不同的样貌。
2025-09-04 09:37
9月3日,某潜艇支队某艇员队组织收看阅兵仪式直播,铿锵有力的步伐、全新亮相的装备、转型跨越的成就,让他们动容,更让他们振奋。南昌舰的入列,标志着海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越,首次突破万吨级设计,在航母编队体系作战中发挥重要作用。
2025-09-04 09:32
日前,我国科学家近日成功研制出超宽带光电融合集成系统,首次实现全频段、灵活可调谐的高速无线通信,有望为未来更畅通可靠的6G无线通信提供保障。为此,北京大学、香港城市大学组成的联合研究团队,历经4年,自主研发出超宽带光电融合集成系统。
2025-09-03 10:01
近日,由中国农业科学院烟草研究所牵头完成的“基于耐盐植物和土壤调理剂的滨海盐碱地高效利用技术创制与应用”项目获2024年度青岛市科技进步奖二等奖,为滨海盐碱地的综合治理与高效利用提供了新方案。基于各项研究,团队开发了4种抗盐剂、2种盐碱地土壤调理剂等盐碱地培肥改良系列产品,为盐碱地快速培肥和障碍消减提供了有力支撑。
2025-09-03 10:01
9月1日起,由工业和信息化部等五部门联合修订的强制性国家标准《电动自行车安全技术规范》(GB 17761—2024)正式实施。新国标进一步增强了电动自行车的智能化功能,增加了北斗定位、通信和动态安全监测功能。
2025-09-03 10:00
作为第十五届全国运动会增设的群众赛事项目,被称为“空中F1”的无人机竞速备受瞩目,该项赛事决赛举办地深圳近日也掀起了无人机竞速热潮,市民和游客在公园里就能过一把“飞行瘾”。据介绍,深圳中心公园位于深圳核心区域,无论是深圳还是粤港澳大湾区其他城市的无人机爱好者,都能轻松快捷到达这里。
2025-09-03 10:00
油菜、白菜、甘蓝、萝卜是大众最熟悉的十字花科作物,也是食用油和蔬菜的主要来源,然而它们都受到同一种毁灭性病害——根肿病的威胁。基于GSL5功能研究和团队所创制的材料,他们还揭示了有趣的病菌与寄主的互作关系,即病菌致病和寄主抗病反应机制。
2025-09-03 10:00
点击羽绒服胸前的按钮,2秒即可速热,实现四档温度调节……1日,在哈尔滨举行的第七届中国国际新材料产业博览会现场,一款造型时尚的智能温控羽绒服吸引不少观展者驻足围观。
2025-09-02 10:23
当地时间9月1日,世界知识产权组织发布最新报告显示,今年的全球创新指数(GII)集群研究将风险资本交易活动作为一项新指标。全球创新指数集群排行榜于2017年创设,通过三项核心指标,识别世界级创新活动在当地的集中程度。
2025-09-02 10:21
强制性国家标准《电动自行车安全技术规范》昨起实施。为保障新国标在本市顺利推行,近日,市市场监管局组织召开在京销售电动自行车生产经营企业约谈指导会。为保障新国标平稳落地实施,本市市场监管部门将强化监督抽检,保障本市电动自行车产品质量安全。
2025-09-02 10:18
会空翻、格斗,能叠衣、调饮,善聊天、“思考”……前不久举行的2025世界机器人大会上,各类机器人本领“进化”、各显神通,展现了人工智能的巨大潜力。如今,从旅游出行的智能助手,到工厂培训的“最强大脑”,再到装备升级的有力支撑,人工智能扮演着越来越重要的角色。
2025-09-02 10:15
零碳园区的建设,对于推动我国经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。节能降碳,光靠“外套保温”不够,在园区地上、地下,还有“血液循环”系统来“保持恒温”。
2025-09-02 10:15
加载更多