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Nature:种的概念要改写了,黑猩猩进化中多次跨物种杂交

2016/10/31 来源:生物探索
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导读
基因组上的证据有力地证明我们的近亲黑猩猩还能跨越种的生殖隔离和另一个物种有杂交。10月28日发表在Science上的一项研究表明在类人猿开始进化出它们各自特征的200万年中,黑猩猩和倭黑猩猩至少在一起混合了两次。


传统的种的概念是指与其他类群有生殖隔离的类群。然而基因组的研究显示,数万年前现代智人和尼安德特人发生了杂交并交换了一些基因。现在,基因组上的证据有力地证明我们的近亲黑猩猩还和另一个物种有杂交。10月28日发表在Science上的一项研究表明在类人猿开始进化出它们各自特征的200万年中,黑猩猩和倭黑猩猩至少在一起混合了两次。虽然目前还不清楚所获得的基因最终是有益的还是有害的,这一发现加强了跨物种交配在类人猿的进化中发挥了重要作用的想法。

黑猩猩和倭黑猩猩是不同的物种

倭黑猩猩居住在刚果,穿过刚果河就居住着它们的近亲黑猩猩。黑猩猩遍布非洲西部和中部,它们个体更大,是一个以雄性而不是雌性主导的社会。由于森林砍伐和狩猎造成它们的种群萎缩。黑猩猩现在以分散的小群体生活,之间已经有明显差异,可以分为四个亚种:西部、东部、中部和不那么常见的喀麦隆尼日利亚黑猩猩。1930年以前,倭黑猩猩被认为是一个亚种的黑猩猩,但研究人员决定根据体质上的差异,这些小体型的猩猩是独特的、足以用单独的物种区分。

尽管用经典的观点,跨物种是不能够成功杂交,生育有生殖能力的后代。但基因组学的研究却证实倭黑猩猩和黑猩猩间却并不是这样。哥本哈根动物园保护遗传学家Christina Hvilsom和她的同事在检测了来自10个非洲国家的75个黑猩猩和倭黑猩猩的完整基因组发现了这个问题。他们一直在尽可能多地比较猩猩的基因组,以帮助保护动物。他们寻找遗传差异有助于查明被截获没收的猩猩的地理起源,来识别非法狩猎的发生地。不过Hvilsom对2010年在人类基因组中发现尼安德特人的DNA也感到很好奇,她想看看人类的近亲是否也会跨越物种界限。

基因组分析鉴定出历史上存在两次杂交

用发现在人类中有杂交的同样的检测方法,她和同事鉴定出在中部黑猩猩的基因组中有1%是倭黑猩猩的DNA。遗传分析表明,杂交发生在两个时间段:150万年前,倭黑猩猩的祖先和东部与中部黑猩猩的祖先杂交。还有一次是20万年前,中部黑猩猩获得了另外一些倭黑猩猩的基因。相比之下,研究人员注意到西部黑猩猩亚种没有倭黑猩猩的DNA,这提示了只有生活在靠近刚果河的黑猩猩有倭黑猩猩的配偶。

黑猩猩只有1%的倭黑猩猩基因也提示了这两个物种的融合是个挑战。他们都不喜欢游泳,所以刚果河是一个主要的障碍。(而今天多达4%的人类DNA来自于已灭绝的亲戚。)紧跟其后的会是其它比如狗和狼等能显示物种之间基因流的其它基因组分析。越多关注基因组将会找到更多证据,科学家们预测物种间的基因交流将是非常普遍的。

这样的结果帮助我们理解物种形成的本质

黑猩猩与倭黑猩猩的结果帮助我们理解物种形成的本质。两个物种的形成取决于环境是否鼓励它们分离,分离的种群是否大得能够依靠自己或其它因素生存。当这些情况发生改变时,物种形成的道路也会改变,甚至可能发生逆转。

由于黑猩猩有那么一些倭黑猩猩的基因在里面,在发表的这篇文章里Hvilsom和她的同事认为倭黑猩猩基因对于黑猩猩是不利的。但是也有一些科学家认为,一旦做了更多的分析,研究人员将发现至少有一些获得的DNA是有益的,正如在人类中发现某些免疫力的和高海拔生存的基因。有的科学家还认为在遥远的过去,人类、黑猩猩和倭黑猩猩的祖先三者之间有混居杂交的可能。它们有一些暗示性的相似之处:黑猩猩之间有战争,而倭黑猩猩会像人一样地嬉闹,还有一些其他共同的特征。尽管这些特征可能有别的解释。但是在人类早期进化中,所有三个物种之间存在基因流是可能的。

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