“毒液基因”成進(jìn)化標(biāo)尺,國(guó)外學(xué)者建議調(diào)整爬行動(dòng)物分類
達(dá)爾文對(duì)動(dòng),、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(zhǎng)期以來(lái)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(guó)外科學(xué)家公布了他們對(duì)爬行動(dòng)物基因的最新研究成果,,他們認(rèn)為,爬行動(dòng)物綱這個(gè)大家族中應(yīng)增添一個(gè)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(duì)蛇,、蜥蜴的毒液分析,讓我們明確了這一類爬行動(dòng)物的毒液的進(jìn)化進(jìn)程如何,,是衡量動(dòng)物進(jìn)化的一個(gè)標(biāo)尺,,但無(wú)法作為考證進(jìn)化進(jìn)程的全部依據(jù)。”長(zhǎng)期從事爬行動(dòng)物研究的中科院成都生物所王躍招研究員表示,,對(duì)物種的排序近年來(lái)較多地采用了支序系統(tǒng)學(xué)(cladistics)的方法,,其中對(duì)基因的研究就是一部分,但要真正形成爬行動(dòng)物新的進(jìn)化樹,,要有更多形態(tài)上的特征相輔佐,。
一般來(lái)說(shuō),在對(duì)同物種進(jìn)化研究中還應(yīng)選取一個(gè)參照系,,但此次在對(duì)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(duì)象的不同而不同,,此次對(duì)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(duì)其相關(guān)的外類群作出分析。王躍招表示,,要真正形成一個(gè)有毒亞目還需形態(tài)分類學(xué)的研究,。
中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物所黃大衛(wèi)研究員表示,支序系統(tǒng)學(xué)有一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題,,它無(wú)法肯定哪些特征對(duì)于哪個(gè)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(shí)同樣的動(dòng)物會(huì)有不同的祖先。”
學(xué)者建議增設(shè)“有毒亞目”
爬行動(dòng)物是一種變溫動(dòng)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(dòng)物門類之一。
經(jīng)過(guò)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(dòng)物都能在這進(jìn)化樹上找到其相應(yīng)的位置。中國(guó)科學(xué)院成都生物所王躍招研究員表示,,對(duì)于爬行動(dòng)物的分類,,《中國(guó)動(dòng)物志》中的說(shuō)法已成為中國(guó)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(gè)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(guó)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(gè)跨國(guó)研究小組收集了有鱗目與蚓蜥目(Amphis鄄baeniformes)這兩個(gè)親緣關(guān)系相近的目下19個(gè)科的爬行動(dòng)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(gè)基因的進(jìn)化歷史,。這些基因在這些種類的動(dòng)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(gè)研究的結(jié)果是,,他們認(rèn)為對(duì)蛇,、蜥蜴以及其他有鱗爬行動(dòng)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(gè)新分支———有毒亞目(Toxicofer鄄a),。之前學(xué)界對(duì)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(gè)亞目,。
毒液成為進(jìn)化的標(biāo)尺
爬行動(dòng)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(jí)的爬行動(dòng)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(jí)的爬行動(dòng)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(zhǎng)9英尺,,是當(dāng)今地球上最長(zhǎng)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(duì)蜥蜴的基因進(jìn)行分析時(shí),,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(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)物種群的頂部。
缺少毒液導(dǎo)致恐龍滅亡,?
那么,,在進(jìn)化過(guò)程中,毒液是什么時(shí)候開始出現(xiàn)的呢,?海吉斯表示,,過(guò)去認(rèn)為毒液的進(jìn)化在整個(gè)進(jìn)化過(guò)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(shí)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(duì)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(lái)看,,毒腺的分泌有助于該種群捕獲食物,使其攻擊獵物時(shí)多了一個(gè)法寶,,而恐龍沒有這樣的優(yōu)勢(shì)或許就是它們被自然淘汰的原因,。恐龍滅絕的原因目前有多種說(shuō)法,,研究人員希望對(duì)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。