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大熊猫“族谱”追踪有了新进展

大熊猫“族谱”追踪有了新进展

慈竹坨大熊猫化石。

大熊猫化石的发掘地慈竹坨洞。张颖奇摄

  “国宝”大熊猫的族谱追踪,最近有了新进展。中国古生物学家给一只2.2万年前的大熊猫进行了完整的线粒体基因组测序。这可以说是幸运28迄今为止进行基因测序的最古老大熊猫,也是第一个被完整测序的古熊猫线粒体基因组。

  大熊猫作为濒危动物保护物种,曾广泛分布于中国南部与东南亚地区,覆域辽阔。而现存的大熊猫只有位于陕西省、甘肃省、四川省的几个不同的遗传种群。基于现存大熊猫种群的基因重建可能无法准确描述这一物种的进化历史,一直以来,古生物界就期待着从古代大熊猫化石提取到线粒体基因组或核基因组,为研究提供新线索。

  终于,中国古生物学家打破了这一领域多年的沉寂。北京时间6月18日晚11点,《当代生物学》期刊发布了一项来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员及其团队主导、中国科学院动物研究所魏辅文研究员参与的最新研究成果:他们提取、捕获和测序了一个2.2万年前的大熊猫完整的线粒体基因组。

  2014年,付巧妹团队成员在广西乐业的慈竹坨洞发现了这只大熊猫——它的生存年代在末次盛冰期前后。在中国南方炎热潮湿的气候条件下,DNA的保存非常困难,对这里的古代样本,特别是数万年前的样本进行幸运28基因重建更是举步维艰。得益于自主开发的古DNA捕获技术,付巧妹实验室使该骨骼材料中仍然存在的极其微量的DNA得以富集。

  古生物学家将慈竹坨洞个体的线粒体与138个现存熊科个体、31个古代熊科个体的线粒体进行比较分析,发现慈竹坨个体的线粒体DNA显示相较于其他熊类而言,与现存大熊猫的遗传关系最为亲近;而大熊猫与其他熊类在1200万至800万年前拥有最直接的母系共同祖先。

  同时,慈竹坨古大熊猫个体的线粒体也显示,它所属的种群与现存大熊猫的祖先分离且并存——经研究推断,慈竹坨个体与现存大熊猫的母系祖先们分离的时间可追溯到中更新世 (22.7万至14.4万年前)。

  此外,他们还发现慈竹坨个体和现存大熊猫在线粒体编码区之间有18个氨基酸序列变化,进一步证实慈竹坨的大熊猫个体拥有不同的线粒体谱系。这些氨基酸变化可能与其广西的栖息地潜幸运28在相关,或是由于适应末次盛冰期气候而显示出的差异。

  该研究所取得的技术成果表明获取大熊猫的古核DNA亦指日可待,未来的这些数据将对准确研究大熊猫的进化历史起到至关重要的作用。

  (原载于《文汇报》 2018-06-20 06版)