鸟类能教给我们哪些关于进化的知识?

鸟类能教给我们哪些关于进化的知识?
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如今的陆生鸟类,从鸭子到鹰,在恐龙灭绝后拥有共同祖先——这只是发表在包括 《科学》 和 《GigaScience》在内的期刊上的鸟类基因研究所揭示的发现之一,这些研究于今日发表。

在一次大规模国际合作中,研究人员对48种鸟类的遗传数据进行了测序,以绘制一幅全新而详尽的鸟类 生命之树。

麦考瑞大学鸟类行为生态学副教授西蒙·格里菲斯说:“鸟类一直非常适合这类研究,因为与其他脊椎动物类群相比,我们对世界上的鸟类了解得更多。”

“我们熟悉世界上几乎所有的鸟类——约有10,000种——也知道它们在一些重要特征上有何不同,例如寿命多长、每年繁育多少后代,以及多大年龄开始繁殖。”

大约6600万年前,一场大规模灭绝事件使 地球上约80% 的动植物灭绝,却也为鸟类迅速扩张打开了大门。

只有少数鸟类谱系在这场大灭绝中幸存下来,而大多数现代陆生鸟类,如鸣禽、猫头鹰和啄木鸟,都拥有共同的 顶级掠食者 祖先。

这种食物链顶端的猛兽与巨型 恐鸟 相似;恐鸟曾在2700万年前至15,000年前游荡于美洲。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)澳大利亚国家野生动物收藏馆馆长兼研究主任利奥·约瑟夫说:“厘清鸟类之间的关系,主要难点在于它们的多样化过程非常迅速。”

极端适应

鸟类是分布最广泛的陆生动物之一,并在极端环境中经历了进化适应。企鹅生活在地球上一些最严酷的环境中。发表于《GigaScience》的DNA分析证实了化石证据:企鹅最早约在6000万年前出现在南极洲。

格里菲斯大学研究员、项目参与者桑卡尔·苏布拉马尼安说:“如果拥有完整基因组,就可以比较染色体之间的差异,从而了解种群历史。”

“通过比较现今企鹅的完整基因组,我们可以追踪进化变化发生的时间,最远可追溯至20万年前。”

在这项研究中,研究人员发现帝企鹅种群稳定;但阿德利企鹅的情况则截然不同,其种群数量出现波动,与极端气候时期相吻合。

15万年前的一个暖期,种群数量曾大幅激增;而在较近的一次冰期,种群数量则急剧下降。

苏布拉马尼安博士解释说,这些波动并非源于进化,而取决于“有多少不结冰的土地可供筑巢和繁殖”。

与其他鸟类相比,企鹅拥有更多与脂质代谢相关的基因;脂质代谢对于形成脂肪层、抵御寒冷至关重要。

该项目的这个子课题希望研究生活在热带和温带水域的企鹅,例如加拉帕戈斯群岛和新西兰的企鹅,以了解较近期的进化适应如何影响现代企鹅的基因。

如今,这些具有里程碑意义的研究已经完成,鸟类生命之树也已在一定程度上得到确立,为后续研究提供了框架。

约瑟夫博士说:“这项新研究有助于厘清鸟类迅速多样化的过程,这一直是个长期存在的难题。”

格里菲斯副教授说:“我们现在可以探讨一些真正有趣的问题:鸣禽何时进化出学习鸣唱的能力?鸟类何时进化出不同的亲代照料模式?”

这些洞见为人们所关注的问题提供了答案:物种如何如此迅速地多样化,以填补各种生态位。

本文由 The Conversation 合作发布。发表本文并不意味着世界经济论坛认同其中的观点。

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作者:布罗妮·斯科特是《The Conversation》的编辑。泰莎·埃文斯是《The Conversation》的编辑。

图片:2005年10月16日,在意大利北部切尔维亚的波河三角洲自然公园,椋鸟停栖在电线上。路透社/马克斯·罗西。

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