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树懒“懒”自何处 古分子揭示奇异起源

网站发布网 2019-06-13 12:40  WZFBW.COM

树懒“懒”自何处 古分子揭示奇异起源

休息中的树懒 图片来源:ISTOCK.COM 休息中的树懒 图片来源:ISTOCK.COM

来源:中国科学报

本报讯 从啃食北美草原的大象般的庞然大物,到在南美洲太平洋沿岸出没的驼鹿大小的游泳好手,树懒已经在地球上游荡了5000多万年。然而,科学家对几十种已知树懒物种间的关系却知之甚少。如今,对古代树懒脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质(其中一些的年代超过10万年)进行的两项新分析正在改写树懒的家谱。新的研究甚至表明,3000万年前,一座大陆桥将西印度群岛和南美洲连接起来,使得这些行动缓慢的动物最终能够到达这些岛屿。

“这是一个了不起的成就。”并未参与该项研究的美国田纳西大学查塔努加分校古生物学家Timothy Gaudin说。

在已确认的100多种树懒物种中,除6种外,其余都已灭绝。因此,科学家不得不比较树懒骨骼化石的形状,从而拼凑出这些动物是如何进化的。然而,这样的比较并不准确。如今,从化石中分离DNA和蛋白质的新技术使得比较早已灭绝动物的遗传学特征成为可能。

古代DNA让科学家可以直接比较基因,而蛋白质的寿命更长。因此,尽管后者提供的信息并不那么精确,但古生物学家正越来越多地使用它们研究那些更古老的化石。

在一项新的研究中,英国约克大学古蛋白质专家Samantha Presslee和她的同事从北美和南美采集了100多块树懒化石,旨在寻找胶原蛋白的踪迹。这种蛋白质在骨骼中很常见,可以存活超过100万年。在研究人员分析的17个样本中,胶原蛋白都保存得足够好,以至于他们能够将构成蛋白质模块的氨基酸序列拼接在一起。这使研究人员能够比较各种胶原蛋白——其中一种胶原蛋白的历史超过13万年,并建立起可能的家谱。

科学家在6月6日出版的《自然—生态与进化》杂志上报告了这一研究成果。

在另一项研究中,法国蒙佩利埃大学进化生物学家Frederic Delsuc和他的同事独立分析了10块年代在4.5万年前到1万年前之间的树懒化石。这些化石中包含几乎完整的线粒体DNA序列。线粒体DNA是在细胞能量产生机制中发现的遗传物质。他们也用这些数据绘制了可能的树懒家谱,

科学家在6月6日出版的《当代生物学》杂志上描述了这一发现。

这两个研究小组得出的结论惊人的相似——如今的三趾树懒并不像之前认为的那样在树上形成自己的分支,而是与巨型地懒——巨爪地懒有着亲缘关系,后者直到大约15000年前还生活在北美地区。而如今的两趾树懒是巨型南美磨齿兽的远亲,后者被认为是在不到10000年前灭绝的最后一种地懒。

也许最令人惊讶的是,直到大约5000年前,生活在西印度群岛岛屿上的各种现已灭绝的树懒,似乎都是从一个大约3000万年前的共同祖先那里进化而来的。

“从来没有人这样设想过。”Gaudin说。这意味着一群树懒可能只到达过这些岛屿一次。这与一种理论相吻合,即许多动物不是通过游泳或漂流,而是由一座陆桥步行到达这些岛屿的。这座陆桥出现在大约3000万年前,并在后来被淹没。

“这两项研究彼此一致的结果真的很有趣。”Gaudin说。但他警告说,新的分析只包括了已知树懒物种的一小部分。Presslee说:“我们可以给这棵家族树添加很多不同种类的已经灭绝的树懒。但这是下一步。”

加拿大多伦多大学古生物学家Gerardo De Iuliis说,将化石形状的数据与基因数据结合起来,可以得到更好的家族树。这可能揭示了某些树懒的特征是如何多次独立出现的,比如长长的、有力的前臂,这让今天的树懒能够挂在树枝上活动。“它们是奇异的动物,有着相似的奇异方式。”Gaudin说。(赵熙熙)

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