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慈竹坨大熊貓化石。
大熊貓化石的發(fā)掘地慈竹坨洞。張穎奇攝
“國寶”大熊貓的族譜追蹤,最近有了新進展。中國古生物學(xué)家給一只2.2萬年前的大熊貓進行了完整的線粒體基因組測序。這可以說是迄今為止進行基因測序的最古老大熊貓,也是第一個被完整測序的古熊貓線粒體基因組。
大熊貓作為瀕危動物保護物種,曾廣泛分布于中國南部與東南亞地區(qū),覆域遼闊。而現(xiàn)存的大熊貓只有位于陜西省、甘肅省、四川省的幾個不同的遺傳種群。基于現(xiàn)存大熊貓種群的基因重建可能無法準確描述這一物種的進化歷史,一直以來,古生物界就期待著從古代大熊貓化石提取到線粒體基因組或核基因組,為研究提供新線索。
終于,中國古生物學(xué)家打破了這一領(lǐng)域多年的沉寂。北京時間6月18日晚11點,《當(dāng)代生物學(xué)》期刊發(fā)布了一項來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹研究員及其團隊主導(dǎo)、中國科學(xué)院動物研究所魏輔文研究員參與的最新研究成果:他們提取、捕獲和測序了一個2.2萬年前的大熊貓完整的線粒體基因組。
2014年,付巧妹團隊成員在廣西樂業(yè)的慈竹坨洞發(fā)現(xiàn)了這只大熊貓——它的生存年代在末次盛冰期前后。在中國南方炎熱潮濕的氣候條件下,DNA的保存非常困難,對這里的古代樣本,特別是數(shù)萬年前的樣本進行基因重建更是舉步維艱。得益于自主開發(fā)的古DNA捕獲技術(shù),付巧妹實驗室使該骨骼材料中仍然存在的極其微量的DNA得以富集。
古生物學(xué)家將慈竹坨洞個體的線粒體與138個現(xiàn)存熊科個體、31個古代熊科個體的線粒體進行比較分析,發(fā)現(xiàn)慈竹坨個體的線粒體DNA顯示相較于其他熊類而言,與現(xiàn)存大熊貓的遺傳關(guān)系最為親近;而大熊貓與其他熊類在1200萬至800萬年前擁有最直接的母系共同祖先。
同時,慈竹坨古大熊貓個體的線粒體也顯示,它所屬的種群與現(xiàn)存大熊貓的祖先分離且并存——經(jīng)研究推斷,慈竹坨個體與現(xiàn)存大熊貓的母系祖先們分離的時間可追溯到中更新世 (22.7萬至14.4萬年前)。
此外,他們還發(fā)現(xiàn)慈竹坨個體和現(xiàn)存大熊貓在線粒體編碼區(qū)之間有18個氨基酸序列變化,進一步證實慈竹坨的大熊貓個體擁有不同的線粒體譜系。這些氨基酸變化可能與其廣西的棲息地潛在相關(guān),或是由于適應(yīng)末次盛冰期氣候而顯示出的差異。
該研究所取得的技術(shù)成果表明獲取大熊貓的古核DNA亦指日可待,未來的這些數(shù)據(jù)將對準確研究大熊貓的進化歷史起到至關(guān)重要的作用。
(原載于《文匯報》 2018-06-20 06版)
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