“随机事件”或导致形态和DNA相近的物种却非近亲的结果

外表长得像、DNA也相近就是近亲吗?不一定!近日，深圳华大生命科学研究院生物多样性基因组研究团队、中科院昆明动物研究所等多个中外课题组，通过对有袋类哺乳动物的进化过程进行研究，揭示了一些“随机事件”，可能导致形态和DNA相近的物种却非近亲的结果。

相关成果于4月20日在线发表于国际顶级学术期刊《细胞》(Cell)。

“进化树”寻找共同祖先

早在19世纪，达尔文就在《物种起源》中提出共同祖先论，即现在地球上的所有物种，最初都是从同一种原始生命演化而来。

此后，为将穿越数万年的物种进化浓缩于一图，科学家们开始绘制“进化树”，用以观察物种之间的亲疏关系。通过这种方法也发现，约在700万年前，人类与黑猩猩从共同祖先古猿分化而来。

在进化树的具体构建上，形态和DNA数据都是重要参考。“理论上，携带相同表型的物种，演化关系越接近。”华大相关负责人表示，“但实际上，用物种的形态特征来分析演化过程，却常常得到与DNA数据不一致的结果。”

“香蕉”还是“苹果”?

该负责人表示，不完全的谱系分流是导致这种情况的原因之一。在极短时间内，多个物种从一个共同祖先里分化出来，使得某些祖先基因的多态性被随机分流到分化出的不同物种里，从而导致多个物种随机保留了相同的基因型。

以人、黑猩猩和大猩猩为例。虽然相较于大猩猩，人类与黑猩猩的亲缘关系更近，但基因组里却有约15%的区域跟大猩猩更相似。

该负责人以水果举例，说明了其中原因。如果将基因型看作水果，三者的共同祖先最初拥有香蕉、苹果等多种水果，在第一次物种分化中，大猩猩弄丢了其他水果，只剩下香蕉，而人和黑猩猩的共同祖先则继承了香蕉和苹果;而第二次物种分化，人类随机地遗失了苹果，留下了香蕉，黑猩猩随机遗失了香蕉，留下了苹果。这样一来，人和大猩猩都拥有了“香蕉”。

这可以解释物种部分形态特征的相似度与物种演化历程存在出入的原因之一，但却一直没有研究说明这种现象对性状的演化是否存在影响。“此时，就是全基因组数据发挥作用的时候。”该负责人说。

重构物种发展历程

为此，研究团队对小山猴、袋鼠、考拉等展开了研究。“这类有袋类动物很可能经历过物种快速分化，导致早期演化关系长期存在着争议。”华大团队表示。

比如小山猴作为南美洲的有袋类动物，却在骨骼、生殖器官和大脑结构等诸多方面，与袋鼠、考拉等澳洲的有袋类动物更相似。

因此，早前基于外形特征而推定的演化关系认为，小山猴和双门齿目的袋鼠、考拉更近缘，进而推测小山猴应起源于澳洲。“然而，我们利用小山猴和其他有袋类动物的全基因组数据，证明小山猴应该是澳洲所有有袋类动物的姐妹群，也就是它和澳洲有袋类有共同祖先，但不属于有袋类。”

“这一研究证明，仅依靠部分基因、部分性状来构建进化树是不可靠的，全基因组数据才是重构物种发展历程的金标准。”相关负责人告诉记者。(记者 袁斯茹)

关键词： 有袋类哺乳动物 进化过程 随机事件 物种起源