科學家揭開靈長類全新演化譜系樹之謎
靈長目動物包含猿類、猴類、眼鏡猴以及狐猴,是地球上最具魅力且受研究最多的動物之一。
哺乳綱的靈長目,包含172種舊世界猿猴(狹鼻小目)、146種新世界猴(闊鼻小目),以及144種狐猴、懶猴和嬰猴(原猴亞目)。
靈長類展現出自然界中一些極為引人注目的行為;黑猩猩會挑選特定的樹枝,在中空的原木中「釣」白蟻,而紅毛猩猩則會用樹葉當作手套,拿取帶刺的榴蓮果實。
它們是地球上研究最深入的物種之一,然而,至今仍沒有一個全面的分子系統發育假說,能總結所有靈長類演化關係的模式和時間。
這樣的演化譜系樹,能透過分子序列資料,告訴我們每個物種或物種群首次出現的時間,以及譜系樹上其他哪些群體是它們的近親。
迄今為止,最大的含時間資訊的生命分子系統發育樹(稱為「時間樹」),僅包含200多種靈長類物種。而最大的綜合時間樹,匯集了超過4000項已發表的研究,所涵蓋的靈長類物種數量也僅略多一倍,導致生命之樹上大約五分之一的靈長類演化關係仍未釐清。
「包含某一特定譜系中所有物種的含時間資訊的演化樹,其價值不容小覷。」第一作者傑克·克雷格博士及其天普大學的同事表示。
「雖然這樣的樹本身就極具吸引力,因為它們記錄了造就當前生物多樣性的演化歷史,但它們也是未來許多研究工作的重要基礎。」
「例如,對物種進行分類編目的分類學和系統學研究,需要依靠它們來識別新的譜系。」
「對演化速率及其可能的相關因素(如氣候和地質變化)的研究,從根本上與其基礎的系統發育樹相關聯。」
「生物地理學、系統生物地理學和歷史生態學等領域,利用時間樹研究空間或生態模式,若無系統發育樹,這些研究將無法開展。」
「而且,在當前物種滅絕事件頻發,全球生物多樣性逐漸流失之際,系統發育樹是確定保育優先順序、評估物種保育工作成效的重要工具。」
在這項新研究中,作者們成功構建了一棵包含455種靈長類的時間樹,納入了所有有分子資料的物種。
這棵樹是迄今為止對靈長類演化關係最完整的描述。
「這項研究表明,即便地球上一些最具魅力的物種,其演化歷史仍未被完全瞭解,但我們有工具可以填補許多知識空白。」研究人員表示。
「我們認為,我們的研究方法是理解演化的一個易於使用且極具價值的工具。」
「完整的時間樹是許多領域的基礎資源,而且我們發現,它們通常可以利用現有資料構建。」
「此外,這樣完整的時間樹使我們能夠驗證一些原本無法驗證的假說。」
「例如,在本研究中,我們驗證了不同靈長類分支中的物種數量,是能用獨特的物種形成速率更好地解釋(即某些靈長類譜系產生新物種的速度比其他譜系快得多),還是單純用時間就能解釋(即所有譜系產生新物種的速率大致相同,且較古老的譜系隨著時間推移積累了更多物種)。」
「我們發現,主要的靈長類群體實際上都有相對相似的物種形成速率,因此它們的演化時間是物種豐富度更好的預測指標。」
「如果我們的時間樹缺少許多物種或時間資訊,這項分析將會遇到很大問題,因此它完美體現了大型完整時間樹的效用。」
研究團隊的成果發表在《生物資訊學前沿》期刊上。
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傑克·M·克雷格等人,2024年。完成靈長類的分子時間樹。《生物資訊學前沿》4捲;doi: 10.3389/fbinf.2024.1495417