首提新類群“元素鳥” 重構鳥類“生命之樹”-新華網
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2024 04/03 08:45:17
來源:科技日報

首提新類群“元素鳥” 重構鳥類“生命之樹”

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  從恐龍演化而來的鳥類,如何分化出諸多形態?

  4月2日,浙江大學生命演化研究中心張國捷教授團隊聯合國內外學者,在國際期刊《自然》發表了最新研究成果。聯合團隊對介于不同“目”和“科”之間的鳥類分類關係進行了研究,提出一套新的鳥類分類方案。新方案完善了鳥類物種“生命之樹”,為鳥類物種分析研究提供了重要基礎。

  界、門、綱、目、科、屬、種,是傳統的生物學分類層級。鳥綱為脊椎動物亞門的一綱。自達爾文提出共同祖先理論和自然選擇學説以來,博物學家們就試圖對全世界各種鳥類進行分類。盡管科研人員通過DNA分子數據解決了許多生物類群的分類難題,但鳥類的世界紛繁復雜,演化面紗依然難以被揭開。

  多年前,張國捷聯合國內外學者發起了萬種鳥類基因組計劃(B10K),旨在組織收集全球現生10000多種鳥類的基因組及形態資訊,構建起鳥類物種的“生命之樹”。迄今,該計劃已完成“目”“科”級別的攻關。基于“科”級別階段收集的基因組數據,聯合團隊構建起覆蓋全球92%現生鳥科、218個科類群的“生命之樹”。

  此次研究為萬種鳥類基因組計劃第二階段重要成果。張國捷團隊與合作者以基因間區比對序列數據集為基礎,將6000多萬年前鳥類大爆發後輻射性演化産生的新鳥小綱,劃分為四大類:以火烈鳥為代表的奇跡鳥類,包含了鴿子與杜鵑的鴿鴇類,囊括了麻雀、鸚鵡、鷹的陸鳥類,以及一個被稱為元素鳥類的分類。

  其中,元素鳥類是張國捷團隊提出的新類群概念,是一個介于“綱”和“目”之間的大類群,包含了10個“目”。元素鳥類有主要在水域活動的海鷗、丹頂鶴等鶴形類鳥類與企鵝、信天翁等鷺形類鳥類,主要在陸地活動的蓋亞那國寶麝雉等鳥類,天空活動的夜鷹和雨燕等夜鷹目鳥類。

  研究顯示,95%的現生鳥類都屬于新鳥類,它們共同的祖先在歷史上經歷了一次物種大規模爆發,即在不到1000萬年的極短時間內,快速演化出了大量新物種。這一輻射性演化事件發生在物種大滅絕之前還是之後,科學界一直存在著“大規模幸存”與“大爆炸”兩種不同的假説。

  “大規模幸存”假説認為,在物種大滅絕事件發生之前,新鳥類已經發生了快速輻射演化,並在後來劇烈的全球變化中幸存下來;“大爆炸”假説則認為,其快速分化發生在大滅絕事件之後,早期的新鳥類擴散到滅絕事件空出的新生態位,繼而發生了快速的輻射適應演化。

  化石證據更加支援“大爆炸”假説,但是早先開展的小范圍基因分類相關研究卻支援“大規模幸存”假説。張國捷團隊基于本次研究,對鳥類演化歷史進行了更精確的時間斷代,為“大爆炸”假説提供了強有力的支援。

  此外,該研究還發現,新鳥類在輻射演化過程中,相對于祖先類群,出現了腦容量急劇上升、體重急劇降低等一係列變化。這體現出新鳥類在恐龍大滅絕後,適應並擁有了更多生存空間。

  “新的分類係統獲得了大部分基因組資訊的支援,更客觀地反映了一億多年來鳥類的分化歷程,極大地改變了教科書裏對鳥類類群的分類和關係論述,並將調整博物館對鳥類的分類整理。”張國捷説,此次研究為進一步對現生所有鳥類開展分類提供了更為可信的框架體係,揭示了整個鳥綱的類群演變歷史,將為鳥類起源和演化規律的研究開啟新征程。

【糾錯】 【責任編輯:張艷芳】