長期以來 ， 人類對鳥類系統發育關系的了解比其他任何脊椎動物都少 。
自1861年第一塊始祖鳥化石報道以后 ， 鳥類的起源更成為科學家們感興趣的課題 。 早期鳥類祖先自恐龍演化形成后 ， 經歷了快速的物種大爆發 ， 形成了現今鳥類的物種格局 。 100多年來 ， 科學家們對現生鳥類物種的分化過程和物種關系樹提出了眾多猜想 ， 然而答案仍莫衷一是 。
近十年前 ， 隨著一項覆蓋現生約10500種鳥類的萬種鳥基因組學計劃啟動和研究的深入 ， 科學家有望構建起所有鳥類的基因組圖譜 ， 解析鳥類演化的歷程 。
11月12日 ， 《自然》雜志以封面論文形式 ， 同期發表了兩篇文章 ， 報道了該計劃第二階段的研究結果 ， 為深入了解基因組多樣性演化奧秘提供了契機 。
推斷系統發育關系和鳥類物種多樣化遺傳機制
“鳥綱是四足類動物中分化程度最高、物種最為豐富的一類脊椎動物 ， 目前已知約10500種鳥類物種 ， 廣泛分布于地球各種生境 ， 是研究生物多樣性的形成及維持機制的重要物種類群 。 ”論文第一作者馮少鴻博士向科技日報采訪人員介紹 。
萬種鳥基因組計劃旨在從全基因組水平構建鳥類的生命之樹 ， 解析鳥類輻射性演化的分子動力 ， 解碼動物遺傳變異和性狀差異之間的聯系 ， 揭示分子演化和生物地理學及物種多樣性格局之間的關系 ， 評估環境氣候及人類活動對物種演化過程及生物多樣性的影響 ， 并且揭示整個鳥綱物種的種群變化歷史 。 目前 ， 有超過200位來自全球的科學家參與到這項宏大的計劃中 。
計劃第一階段在“目”級別 ， 由深圳國家基因庫聯合丹麥哥本哈根大學、美國杜克大學、中國科學院昆明動物研究所、中國科學院動物研究所等機構合作 ， 組成國際鳥類基因組聯盟共同完成 ， 首批成果共有28篇文章 。 2014年12月12日 ， 《科學》期刊以?？问桨l表了8篇成果；此后 ， 《現代生物學》《自然·通訊》《基因組生物學》等著名國際期刊也相繼發表了多項進展 。
目前 ， 基于第二階段“科”級別的363種鳥類基因組數據 ， 中國科學院昆明動物研究所研究員張國捷及其團隊聯合深圳華大生命科學研究院、哥本哈根大學等 ， 圍繞系統發育關系的推斷和鳥類物種多樣化格局背后的遺傳機制等多個核心科學問題開展一系列科研攻關 。
此次《自然》發表的研究工作 ， 是該計劃第二階段“科”級別的最新研究成果 。 “研究團隊發表了363種鳥類基因組數據 ， 同時通過這一數據建立了無參考序列下多基因組比對和分析的新方法 ， 并基于這一新方法闡明高密度物種取樣對生物多樣性研究的重要性 。 ”馮少鴻說 。
特異基因可能與物種特異性狀的起源和演化有關
科研團隊從現存鳥類的科階元中 ， 選取一個代表性鳥類物種 ， 共計獲得363只鳥類的全基因組數據 ， 覆蓋92%的科階元 ， 其中267個物種的基因組數據為首次發布 。
由于項目的特殊性 ， 以及目前眾多鳥類已成為珍稀、瀕危物種 ， 測序所需的樣品是個大問題 。
“項目所需樣品主要來源于全球多個博物館保存的鳥類組織樣品 。 其中美國史密森博物館、丹麥自然博物館和美國路易斯安那州立大學自然博物館貢獻了大部分樣品 。 ”馮少鴻介紹 ， 正因為有豐富的樣品 ， 才使得研究團隊能夠對一些稀有和瀕危鳥類物種展開基因組測序 ， 這也為物種保育提供重要的基因組資源 。
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