海鷗與丹頂鶴、老鷹與貓頭鷹，這幾組看似“風(fēng)馬牛不相及”的鳥類，不久前剛認(rèn)上親。
浙江大學(xué)生命演化研究中心張國捷教授聯(lián)合國內(nèi)外學(xué)者，正在組織收集世界上現(xiàn)生一萬多種鳥類的基因組及形態(tài)信息，旨在構(gòu)建起鳥類物種的“生命之樹”。
正是因?yàn)檫@項萬種鳥類基因組計劃（B10K），科研人員進(jìn)一步為全球鳥類的分類提供框架，揭示整個鳥綱物種的類群變化歷史。
“這項工作極大地改變了教科書里對鳥類類群的分類和關(guān)系論述，并將調(diào)整博物館對鳥類的分類整理?！睆垏菡f。
“盲人摸象”的錯誤
不同的鳥類如何起源、在哪起源？鳥類從恐龍祖先演化而來后，如何分化出只有4至5厘米大小的蜂鳥和體型龐大的鴕鳥？部分鳥類例如企鵝究竟在什么時候丟失了飛行能力，又是如何丟失的？這些問題一直困擾著全世界的科學(xué)家們。
達(dá)爾文提出共同祖先理論和自然選擇學(xué)說之后，博物學(xué)家們就試圖對全世界各種鳥類分類。然而，鳥類如何分類、不同鳥類之間有著怎樣的親緣關(guān)系，這些問題在過去長達(dá)一個多世紀(jì)的爭論中仍舊沒有定論。
盡管通過DNA分子數(shù)據(jù)成功地解決了其他許多生物類群的分類和構(gòu)樹難題，但面對多姿多彩的鳥類世界，科學(xué)家們依舊一籌莫展。不同的學(xué)者使用不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行建構(gòu)，會給出截然不同的分類關(guān)系，基于此的研究也好像是“盲人摸象”，并不準(zhǔn)確。這為鳥類相關(guān)的研究蒙上了一層厚厚的陰影，過去基于錯誤的鳥類分類關(guān)系所開展的研究，得到的許多結(jié)論可能是有問題的。
于是，張國捷聯(lián)合各領(lǐng)域的專家學(xué)者，基于B10K計劃“科”級別階段收集的基因組數(shù)據(jù)，對全世界鳥類218個科類群構(gòu)建“生命之樹”，覆蓋了全球所有現(xiàn)生鳥科的92%。
重構(gòu)生命之樹的意義在哪里？
“生命之樹是我們開展比較生物學(xué)研究的基礎(chǔ)，它告訴我們一個物種從哪個祖先分支里分化出來、什么時候開始出現(xiàn)，也為我們推斷一個生物學(xué)性狀的演化提供基礎(chǔ)?！睆垏萁忉尩?，“構(gòu)建生命之樹這就像在畫歷史地圖，告訴我們在漫長的生命演化過程里，什么時間發(fā)生了什么事?！?span style="display:none">lF7即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
全基因的“滴血認(rèn)親”
“界門綱目科屬種”，是傳統(tǒng)的生物學(xué)分類層級。而張國捷團(tuán)隊對“鳥類生命之樹”的構(gòu)建，則在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步為全球鳥類的分類提供框架，揭示整個鳥綱里不同子類群的演變歷史。
這次研究，團(tuán)隊基于更為合理的全基因組的數(shù)據(jù)，對介于不同的“目”和“科”之間的分類關(guān)系進(jìn)行研究，為現(xiàn)存于世的所有鳥類類群進(jìn)行了“滴血認(rèn)親”，提供了一套新的鳥類分類劃分方案，揭示各種鳥類之間的親緣關(guān)系，為后續(xù)的分析提供了重要基礎(chǔ)。
張國捷團(tuán)隊和與合作者以基因間區(qū)比對序列數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，將6000多萬年前的鳥類大爆發(fā)后“輻射性演化”產(chǎn)生的新鳥小綱劃分為四大分類。分別是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、鷹等的陸鳥類，以及元素鳥類。
其中元素鳥類是張國捷團(tuán)隊全新提出的新類群概念。
元素鳥類是一個介于“綱”和“目”之間的大類群，包含了10個“目”。既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，也包括世界上獨(dú)一無二的、翅膀上有爪子的圭亞那國寶麝雉等主要在陸地活動的鳥類，還有擅長在天空活動的夜鷹和雨燕等夜鷹目鳥類；分別對應(yīng)水、土和氣三種古典元素，因此得名。
張國捷說：“新的分類系統(tǒng)獲得了大部分基因組信息的支持，更客觀的反映了一億多年來鳥類的分化歷程。這一新的鳥類生命之樹，為進(jìn)一步對現(xiàn)生所有鳥類開展分類提供了更為可信的框架體系，揭示了整個鳥綱的類群演變歷史，為鳥類起源和演化規(guī)律的研究開啟新征程?！?span style="display:none">lF7即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
鳥類的大規(guī)模出現(xiàn)是在何時？
95%的現(xiàn)生鳥類都屬于新鳥類，它們共同的祖先在歷史上經(jīng)歷了一次物種大規(guī)模爆發(fā)，即在不到1千萬年的極短時間內(nèi)快速的演化出了大量的新物種。這一輻射性演化事件出現(xiàn)在物種大滅絕之前還是之后，科學(xué)界一直存在著兩種不同的假說。
“大規(guī)模幸存”假說認(rèn)為，在6600多萬年以前發(fā)生的物種大滅絕事件之前，新鳥類就已經(jīng)發(fā)生了快速輻射演化，并在后來劇烈的全球變化中幸存下來；而“大爆炸”假說則認(rèn)為，新鳥類群的快速分化發(fā)生在大滅絕事件之后，早期的新鳥類在擴(kuò)散到滅絕事件空出的新生態(tài)位后發(fā)生了快速的輻射適應(yīng)演化。
奇跡鳥類（火烈鳥總目）
鴿鴇類
元素鳥類
陸鳥類
部分化石證據(jù)更加支持后一種觀點(diǎn)，但是早先開展的小范圍基因分類相關(guān)研究卻支持第一種觀點(diǎn)。
而張國捷團(tuán)隊基于本次研究構(gòu)建的鳥類系統(tǒng)發(fā)育樹，對鳥類演化歷史做了更精確的時間斷代，為發(fā)生在物種大滅絕之后的“大爆炸”假說觀點(diǎn)提供了強(qiáng)有力地支持。本研究還發(fā)現(xiàn)，新鳥類在輻射演化過程中，相對于祖先類群出現(xiàn)了腦容量急劇上升、體重急劇降低等一系列變化，體現(xiàn)出新鳥類適應(yīng)恐龍大滅絕后擁有更多生存空間的特點(diǎn)，這也進(jìn)一步支持論證了這個假說。
這項研究于北京時間4月2日凌晨發(fā)表在了國際頂級期刊《自然》上。哥本哈根大學(xué)Josefin Stiller助理教授為文章第一作者。浙江大學(xué)生命演化研究中心張國捷教授，美國加州大學(xué)圣迭戈分校Siavash Mirarab副教授與Josefin Stiller助理教授為文章的共同通訊作者。
（文 柯溢能、李俊元/圖片來源于受訪科研團(tuán)隊）
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