“毒液基因”成進(jìn)化標(biāo)尺,,國外學(xué)者建議調(diào)整爬行動物分類
達(dá)爾文對動、植物標(biāo)本的考察,、收集和研究誕生了19世紀(jì)的偉大發(fā)現(xiàn)———生物進(jìn)化論,。長期以來科學(xué)界習(xí)慣用形態(tài)學(xué)等方法描繪“家族進(jìn)化樹”,但當(dāng)科學(xué)家們將基因研究引入到生物進(jìn)化領(lǐng)域后,,卻有了新的發(fā)現(xiàn),。本月兩組國外科學(xué)家公布了他們對爬行動物基因的最新研究成果,他們認(rèn)為,,爬行動物綱這個大家族中應(yīng)增添一個子家族,,而一種寵物蜥的家族地位應(yīng)得到提升。
■反響
“毒液進(jìn)化論”還需檢驗(yàn)
“對蛇,、蜥蜴的毒液分析,,讓我們明確了這一類爬行動物的毒液的進(jìn)化進(jìn)程如何,是衡量動物進(jìn)化的一個標(biāo)尺,,但無法作為考證進(jìn)化進(jìn)程的全部依據(jù),。”長期從事爬行動物研究的中科院成都生物所王躍招研究員表示,對物種的排序近年來較多地采用了支序系統(tǒng)學(xué)(cladistics)的方法,,其中對基因的研究就是一部分,,但要真正形成爬行動物新的進(jìn)化樹,要有更多形態(tài)上的特征相輔佐,。
一般來說,,在對同物種進(jìn)化研究中還應(yīng)選取一個參照系,但此次在對蛇和蜥蜴的基因比較研究中,,卻并沒有選定參照系,。王躍招稱,參照系隨著研究對象的不同而不同,,此次對毒液的分析只是在有鱗目和蚓蜥目之間進(jìn)行,,這是研究的內(nèi)類群,,卻沒有對其相關(guān)的外類群作出分析,。王躍招表示,要真正形成一個有毒亞目還需形態(tài)分類學(xué)的研究,。
中國科學(xué)院動物所黃大衛(wèi)研究員表示,,支序系統(tǒng)學(xué)有一個嚴(yán)重的問題,它無法肯定哪些特征對于哪個類群是獨(dú)特的,,并被最近的共同祖先所具有,,哪些特征又是隨后演化的,。“根據(jù)所使用的特征不同,有時同樣的動物會有不同的祖先,。”
學(xué)者建議增設(shè)“有毒亞目”
爬行動物是一種變溫動物,,且體表覆有鱗片、甲,、殼,、革質(zhì)化的盾,被認(rèn)為是地球上最古老的動物門類之一,。
經(jīng)過多年的科學(xué)研究,,科學(xué)家們已繪就了這一家族茂盛的進(jìn)化樹,6500種以上的爬行動物都能在這進(jìn)化樹上找到其相應(yīng)的位置,。中國科學(xué)院成都生物所王躍招研究員表示,,對于爬行動物的分類,《中國動物志》中的說法已成為中國學(xué)界的主流———一般將其分為龜鱉亞綱,、有鱗亞綱,、古蜥亞綱、鱷形亞綱,。每個亞綱下面又分了目,、科。
11月22日《生物》(Bi鄄ology)雜志發(fā)表論文,,以美國學(xué)者布萊爾·海吉斯(S. BlairHedges)和尼古拉斯·維多爾(NicolasVidal)為首的一個跨國研究小組收集了有鱗目與蚓蜥目(Amphis鄄baeniformes)這兩個親緣關(guān)系相近的目下19個科的爬行動物的基因資料,,并從蛇和蜥蜴分泌毒液的系統(tǒng)入手,用統(tǒng)計(jì)方法研究控制毒液蛋白質(zhì)的9個基因的進(jìn)化歷史,。這些基因在這些種類的動物身上所起的作用幾乎是相同的———表明了其是否含有毒液,。
這個研究的結(jié)果是,他們認(rèn)為對蛇,、蜥蜴以及其他有鱗爬行動物的遺傳系譜需要重新組織,,應(yīng)該在系譜中于有鱗目下設(shè)立一個新分支———有毒亞目(Toxicofer鄄a)。之前學(xué)界對有鱗目有多種劃分方法,,最主流的一種意見將有鱗目進(jìn)一步劃分成蜥蜴,、蚓蜥和蛇三個亞目。
毒液成為進(jìn)化的標(biāo)尺
爬行動物基因研究的另一大發(fā)現(xiàn)則提高了一種寵物新貴的家族地位,。鬣蜥(iguanian lizards)是一種產(chǎn)于南美洲和西印度群島的大蜥蜴,,別名IG或依瓜娜的它是近年世界上非常受歡迎的寵物。
以前的系譜分析根據(jù)形態(tài)特征,,認(rèn)定鬣蜥是較為低級的爬行動物,。但維多爾等科學(xué)家根據(jù)分子遺傳證據(jù)證明鬣蜥和兩類高級的爬行動物是近親,一類為蛇,另一類為科莫多巨蜥(產(chǎn)于印尼科莫多島,,全長9英尺,,是當(dāng)今地球上最長的蜥蜴)。
科學(xué)家們做出這一新的論斷是根據(jù)毒液系統(tǒng)早期進(jìn)化的研究得出,。本月16日《自然》網(wǎng)絡(luò)版就發(fā)表了這一新發(fā)現(xiàn),。這一研究是由澳大利亞學(xué)者布賴恩.弗賴(BryanG.Fry)領(lǐng)頭,海吉斯和維多爾都參與其中,。
此前,,科學(xué)家認(rèn)為只有一些蛇及赫拉毒蜥(heloder鄄matidlizards)、墨西哥龍蜥(GilaMonsterandBeaded Lizard)這兩種蜥蜴帶毒,,但當(dāng)科學(xué)家們對蜥蜴的基因進(jìn)行分析時,,結(jié)果卻讓人吃驚。
根據(jù)互補(bǔ)的基因和系譜分析表明蛇和蜥蜴的九大種含毒,。而對東部鬃獅蜥(Pogonabarbata)———鬣蜥的一種所做的毒液分析顯示,,其含有最原初的毒腺系統(tǒng),位于上下顎之間,。研究人員認(rèn)為由于蛇和鬣蜥,、巨蜥等共同擁有毒液基因,這表明這些動物在遺傳上有近親關(guān)系,。
研究人員認(rèn)為這些有毒物種并非隨意分布在爬行動物樹的分支上,,相反,它們屬于同一分支,,因此可以將它們并入“有毒亞目”,。維多爾指出,根據(jù)毒液的進(jìn)化分析,,在新系譜中鬣蜥應(yīng)該處于有毒動物種群的頂部,。
缺少毒液導(dǎo)致恐龍滅亡?
那么,,在進(jìn)化過程中,,毒液是什么時候開始出現(xiàn)的呢?海吉斯表示,,過去認(rèn)為毒液的進(jìn)化在整個進(jìn)化過程中是比較靠后的,,但是現(xiàn)在的研究表明毒液的進(jìn)化在2億年前就已存在,那時恐龍已經(jīng)存在,,毒液的出現(xiàn)比蛇的歷史還要久遠(yuǎn),。
維多爾表示,這一對基因的分析不僅讓人們?nèi)テ平舛疽旱倪M(jìn)化史,,還可以使科學(xué)家去探究究竟是什么因素在進(jìn)化進(jìn)程中起著主導(dǎo)作用,。
從現(xiàn)有的分析來看,毒腺的分泌有助于該種群捕獲食物,,使其攻擊獵物時多了一個法寶,,而恐龍沒有這樣的優(yōu)勢或許就是它們被自然淘汰的原因??铸垳缃^的原因目前有多種說法,,研究人員希望對毒液進(jìn)化史的溯源,能在某種程度上揭開恐龍滅絕的疑云,。