一块冷冻的基因组改写了我们对鸟类家谱的理解
6500 万年前，一颗巨大的流星给大多数恐龙带来了灭亡。但不是所有的。灭绝事件发生后，鸟类——严格来说就是恐龙本身——繁盛起来。
科学家们花了几个世纪的时间试图将大约 10,000 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遍布天空的。廉价的 DNA 测序应该会让这一切变得简单，就像无数其他物种一样。
但鸟类已经做好了欺我们的准备。
在今天(4 月 1 日)发布的两篇新研究论文中，科学家们揭示了 6500 万年前的另一件事误导了他们关于鸟类真正家族史的认识。他们发现，一条染色体的一部分在数百万年的时间里被冻结，它拒绝与附近的 DNA 混合在一起，而它应该是这样的。
这部分仅占鸟类基因组的百分之二，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，确定了四个主要类群，并将火烈鸟和鸽子确定为亲缘关系较远的鸟类。
“我的实验室研究鸟类进化问题的时间比我想象的要长，”爱德华·布劳恩博士说，他是发表在《美国国家科学院院刊》上的论文的资深作者，也是一位科学家。佛罗里达大学生物学教授。 “我们不知道基因组中有很大一部分表现异常。我们是偶然发现的。”
布劳恩指导了一个由加州大学圣地亚哥分校计算机工程教授 Siavash Mirarab 领导的国际合作小组，发表了他们的证据，证明这一粘性 DNA 块混淆了鸟类进化的真实历史。米拉拉布和布劳恩还在《自然》杂志上发表了一篇配套论文，概述了更新后的鸟类家谱，该论文由哥本哈根大学的约瑟夫·斯蒂勒领导。
这两篇论文都是B10K 鸟类基因组学项目的一部分，该项目由浙江大学的张国杰、洛克菲勒大学的埃里希·贾维斯和哥本哈根大学的汤姆·吉尔伯特领导。
十年前，布劳恩和他的合作者拼凑了新鸟族的家谱，该族群包括绝大多数鸟类。根据48个物种的基因组，他们将新鸟分为两大类：鸽子和火烈鸟为一组，其余的为另一组。今年，当对 363 个物种进行类似的分析时，出现了一个不同的家谱，将鸽子和火烈鸟分为两个不同的类群。
手里拿着两棵互斥的家谱，科学家们开始寻找可以告诉他们哪棵树是正确的解释。
“当我们查看单个基因以及它们支持哪棵树时，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，”布劳恩说。
在调查这个地点时，布劳恩的团队发现，在数百万年的有性繁殖过程中，它并没有像应有的那样混合在一起。和人类一样，鸟类将父亲和母亲的基因结合到下一代。但鸟类和人类在创造和卵子时首先会混合从父母那里继承的基因。这个过程称为重组，它通过确保没有两个兄弟姐妹是完全相同的来最大化物种的遗传多样性。
布劳恩的研究小组发现了证据，表明在恐龙消失前后的几百万年里，鸟类染色体的一个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，在这块冷冻 DNA 中，火烈鸟和鸽子看起来很相似。但考虑到完整的基因组，很明显这两个群体的关系更为遥远。
“令人惊讶的是，这段抑制重组的时期可能会误导分析，”布劳恩说。 “而且由于它可能会误导分析，因此实际上在未来 6000 万年以后就可以检测到它。这就是最酷的部分。”
这样的谜团也可能潜伏在其他生物体的基因组中。
“我们在鸟类中发现了这个误导性区域，因为我们投入了大量精力对鸟类基因组进行测序，”布劳恩说。 “我认为其他物种也存在类似的情况，但目前尚不清楚。”
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！