​一块冻结的基因组改写了我们对鸟类进化的理解

一块冻结的基因组改写了我们对鸟类进化的理解

澳大利亚昆士兰的一只巨果鸠。

解开一个基因之谜揭示了火烈鸟和鸽子的亲缘关系比以前想象的要远。

uux.cn/Daniel J.Field据佛罗里达大学：6500万年前，一颗巨大的流星给大多数恐龙带来了厄运。

但不是全部。

在灭绝事件之后，鸟类——严格来说是恐龙本身——蓬勃发展。

科学家们花了几个世纪的时间，试图将大约10000种鸟类组织和分类成一个清晰的家谱，以了解最后幸存的恐龙是如何布满天空的。

廉价的DNA测序本应使这一点变得简单，就像它对无数其他物种所做的那样。

但是鸟类已经做好了欺骗我们的准备。

在4月1日发布的两篇新研究论文中，科学家们透露，6500万年前的另一个事件误导了他们对鸟类真实家族史的了解。

他们发现，一条染色体的一部分在时间上冷冻了数百万年，它拒绝与附近的DNA混合在一起。

这一部分仅占鸟类基因组的2%，使科学家相信大多数鸟类可以分为两大类，火烈鸟和鸽子是进化上的近亲。

更准确的家谱解释了基因组中误导性的部分，它确定了四个主要群体，并确定火烈鸟和鸽子的亲缘关系更为遥远。

发表在《美国国家科学院院刊》上的这篇论文的资深作者、佛罗里达大学生物学教授爱德华·布劳恩博士说：我的实验室研究鸟类进化问题的时间比我想的要长。

我们不知道会有很大一部分基因组表现异常。

我们有点偶然发现了它。

Braun监督了由加州大学圣地亚哥分校计算机工程教授Siavash Mirarab领导的一个国际合作团队，公布了他们的证据，证明这段粘性的DNA混淆了鸟类进化的真实历史。

Mirarab和Braun还为发表在《自然》杂志上的一篇配套论文做出了贡献，该论文概述了由哥本哈根大学的Josefin Stiller领导的最新鸟类家谱。

这两篇论文都是由浙江大学的张国杰、洛克菲勒大学的Erich Jarvis和哥本哈根大学的Tom Gilbert领导的B10K鸟类基因组学项目的一部分。

两个相互排斥的鸟类家谱。

顶部的家谱将火烈鸟和鸽子分别用蓝色和蓝绿色紧紧地聚在一起，而底部的家谱则没有。

顶级家谱是围绕着恐龙灭绝前鸟类基因组的扭曲而建立的。

在考虑了这些基因组变异后，底部的家谱可能更准确。

uux.cn/Edward Braun十年前，Braun和他的合作者为Neoaves拼凑出了一个家谱，这个群体包括了绝大多数鸟类。

根据48个物种的基因组，他们将Neoaves分为两大类：鸽子和火烈鸟分为一组，其余分为另一组。

今年，当使用363个物种重复类似的分析时，出现了一个不同的家谱，将鸽子和火烈鸟分为两个不同的群体。

有了两个相互排斥的家谱，科学家们开始寻找可以告诉他们哪棵树是正确的解释。

Braun说：当我们观察单个基因及其支持的树时，突然发现所有支持老树的基因都在一个位置。

这就是整个事情的开始。

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在调查这个地方时，布劳恩的团队注意到，经过数百万年的性繁殖，它并没有像应该的那样混合在一起。

像人类一样，鸟类将父亲和母亲的基因结合到下一代中。

但鸟类和人类在制造精子和卵子时，首先将从父母那里遗传的基因混合在一起。

这个过程被称为重组，它通过确保没有两个兄弟姐妹完全相同来最大限度地提高物种的遗传多样性。

布劳恩的团队发现证据表明，在恐龙消失前后的数百万年里，一条鸟类染色体的一部分抑制了这种重组过程。

灭绝事件和基因组异常是否相关尚不清楚。

结果是，在这段冷冻的DNA中，火烈鸟和鸽子看起来很相似。

但考虑到整个基因组，很明显，这两个群体的亲缘关系更为遥远。

布劳恩说：令人惊讶的是，这段被抑制的重组期可能会误导分析。

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因为它可能会误导分析，所以在未来6000多万年内，它实际上是可以检测到的。

这是最酷的部分。

这样一个谜也可能潜伏在其他生物的基因组中。

布劳恩说：我们在鸟类身上发现了这个误导性区域，因为我们在鸟类基因组测序上投入了大量精力。

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我认为其他物种也有类似的情况，但目前还不清楚。