科学家们重建了所有哺乳动物在1.8亿年前的共同祖先的基因组

科学家们重建了所有哺乳动物在1.8亿年前的共同祖先的基因组从鸭嘴兽到蓝鲸，今天所有活着的哺乳动物都是约1.8亿年前存在的一个共同祖先的后代。尽管我们对这种动物了解不多，但一个全球专家小组最近通过计算重建了其基因组的组织。这些发现最近发表在《ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences》上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327567.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1327567.htm

哺乳动物的生命之树重新定义：基因组时间机器追溯1亿年的进化历程

哺乳动物的生命之树重新定义：基因组时间机器追溯1亿年的进化历程这项研究于4月28日发表在《科学》杂志上，是Zoonomia项目发布的一系列文章的一部分，该项目是一个由来自全球各地的科学家组成的联合体，正在使用历史上最大的哺乳动物基因组数据集来确定人类基因组在哺乳动物进化史中的进化历史。他们的最终目标是更好地确定人类和其他物种的性状和疾病的遗传基础。德州农工大学的研究--由兽医综合生物科学系教授WilliamJ.Murphy博士和Murphy实验室的副研究科学家NicoleFoley博士领导--植根于系统发育学，这是生物学的一个分支，涉及生物和已灭绝生物的进化关系和多样性。弗利在研究中的努力产生了迄今为止世界上最大的哺乳动物系统发育树。哺乳动物生命树"描绘了1亿多年来哺乳动物的进化过程，对Zoonomia项目的目标至关重要。"核心论点是关于胎盘哺乳动物（在胎盘内发育的哺乳动物）是在消灭了非鸟类恐龙的白垩纪-古生代（或K-Pg）大灭绝事件之前还是之后分化的，"Foley分享道。"通过进行新型的分析，只有在Zoonomia的巨大范围内才有可能，我们回答了哺乳动物在哪里以及何时与K-Pg大灭绝有关的多样化和进化的问题。这项研究与加州大学戴维斯分校、加州大学河滨分校和美国自然历史博物馆的合作者共同进行--得出结论，哺乳动物在K-Pg大灭绝之前就开始了多样化，这是大陆漂移的结果，大陆漂移导致地球上的陆块在数百万年内漂移开来又重新聚集在一起。另一个多样化的脉冲紧随恐龙的K-Pg灭绝之后发生，当时哺乳动物有更多的空间、资源和稳定性。这种加速的多样化速度导致了哺乳动物品系的丰富多样性--如食肉动物、灵长类动物和有蹄类动物今天共享地球。研究得到了美国国家科学基金会的资助，是由布罗德研究所的埃莉诺-卡尔松和克尔斯廷-林德布莱德-托领导的Zoonomia项目的一部分，该项目还比较了哺乳动物的基因组，以了解显著表型的基础--某些基因的表达，如棕色与蓝色眼睛--以及疾病的起源。尼科尔-弗利和威廉-墨菲博士Foley指出，胎盘哺乳动物之间的多样性既表现在它们的身体特征上，也表现在它们的非凡能力上。"今天的哺乳动物代表了巨大的进化多样性--从微小的大黄蜂蝙蝠的呼啸飞行到巨大的蓝鲸游过地球广阔海洋时的慵懒滑行。"她说："多个物种已经进化出回声定位，一些物种产生了毒液，而其他物种已经进化出抗癌和病毒耐受性。""能够在遗传水平上观察整个哺乳动物物种的共同差异和相似之处，可以帮助我们弄清基因组中对调节基因表达至关重要的部分。在不同的物种中调整这种基因组机制，导致了我们在今天的活体哺乳动物中看到的性状的多样性。"Murphy分享说，福里解决的哺乳动物系统发育问题对Zoonomia项目的目标至关重要，该项目旨在利用比较基因组学的力量作为人类医学和生物多样性保护的工具。"他解释说："Zoonomia项目真的很有影响，因为它是第一个一次性将241种不同的哺乳动物基因组进行配对的分析，并利用这些信息更好地了解人类基因组。把这个大数据集放在一起的主要动力是能够把所有这些基因组与人类基因组进行比较，然后确定人类基因组的哪些部分在哺乳动物的进化历史过程中发生了变化。"确定基因的哪些部分可以被操纵，哪些部分不能被改变而不对基因的功能造成伤害，这对人类医学很重要。墨菲和弗利的同事之一，德克萨斯农工大学的遗传学家ScottDindot博士最近在《科学转化医学》杂志上的一项研究，使用比较基因组学方法开发了一种分子疗法来治疗安吉尔曼综合症，这是一种毁灭性的罕见神经遗传疾病，由大脑中的母体UBE3A基因的功能丧失引发。明确地回答关于哺乳动物起源时间的激烈争论，并产生一个扩大的系统发育，为未来几代研究人员奠定基础，这既是有意义的，也是有收获的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357527.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357527.htm

从蝙蝠到鼯鼠 新研究揭示哺乳动物如何进化出滑翔能力

从蝙蝠到鼯鼠新研究揭示哺乳动物如何进化出滑翔能力一项研究通过确定Emx2基因附近DNA增强子的关键变化，揭示了哺乳动物（尤其是有袋动物）滑翔能力背后的遗传基础，表明不同物种发展飞行能力的共同进化策略。资料来源：乔-麦克唐纳这是如何形成的？在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中，由普林斯顿大学和贝勒医学院领导的研究小组解释了"皮膜"的基因组和发育基础。"皮膜"是一层薄薄的皮膜，它使一些哺乳动物能够在空中翱翔。"从分子和遗传学的角度来看，我们还不太了解新的性状和适应性是如何产生的。"普林斯顿大学分子生物学助理教授RicardoMallarino博士说："我们想研究进化的新特性是如何产生的。"为了更好地了解有袋类动物的进化，研究小组重点研究了有袋类动物。这是因为滑翔能力是通过类似的解剖学变化在近亲有袋类动物身上反复发展出来的，比如蜜袋鼯--一种小到可以装进口袋的有袋类动物，作为一种宠物很受人们的欢迎。贝勒研究小组领导了15种有袋类动物的基因组测序工作，确定了滑翔类动物和非滑翔类动物的DNA序列。比较这些序列发现，一个名为Emx2的基因附近的进化速度加快。"有趣的是，基因序列本身似乎并不是发生最相关变化的地方。相反，关键的变化发生在基因组附近被称为'增强子'的DNA短序列上。"共同通讯作者、贝勒大学分子和人类遗传学教授兼基因组结构中心主任埃雷兹-利伯曼-艾登博士说："正是这些不断变化的增强子改变了Emx2在体内活跃的方式和位置，并推动了滑行的进化。"马拉里诺实验室的共同第一作者、研究生豪尔赫-莫雷诺（JorgeMoreno）说："了解基因组水平上产生这些趋同性状的潜在变化非常重要，因为它能告诉我们进化是否选择了阻力最小的路径。可以有相同的结果，但却有不同的路径。"接下来，研究人员想要验证这些想法。为此，他们利用了有袋类动物最独特的特征之一--它们的小袋。贝勒大学分子和人类遗传学助理教授、莱斯大学理论生物物理中心研究员奥尔加-杜德琴科（OlgaDudchenko）博士说："有袋类动物出生时的发育阶段比典型的哺乳动物要早得多。它们不是在母亲的子宫里继续发育，而是爬进母亲的育儿袋，一直待到它们准备好独立面对这个世界。事实上，它们就在袋中，这使得研究单个基因（如Emx2）如何影响有袋动物的发育变得更加容易。"研究人员发现，Emx2利用一种可能存在于所有哺乳动物体内的遗传程序产生了有袋动物的皮囊。例如，Emx2在小鼠和蜜袋鼯两侧的皮肤中都很活跃，但在蜜袋鼯中，它的表达时间要长得多。贝勒大学基因组结构中心的杜德琴科指出："通过修改那些关键的Emx2增强子，一个又一个物种开发出了这种通用程序，从而发展出了滑行能力。"对于希望冲上云霄的猪来说，这是一个令人鼓舞的消息，有朝一日它们可能不需要风口了。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428867.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428867.htm

基因组研究支持反刍动物角和鹿角的进化过程不是独立的假设

基因组研究支持反刍动物角和鹿角的进化过程不是独立的假设作为小路易斯·格斯特纳(LouisV.Gerstner,Jr.)核心藏品的一部分，博物馆的理查德·吉尔德科学、教育和创新中心展出了各种各样的哺乳动物头饰。图片来源：AlvaroKeding/AMNH这一发现由美国自然历史博物馆、巴鲁克学院和纽约市立大学研究生中心的研究人员发表在《通讯生物学》杂志上。“角和鹿角是极其多样化的结构，长期以来，科学家们一直在争论它们的进化起源，”巴鲁克学院和纽约市立大学研究生中心的助理教授、博物馆的研究员扎卡里·卡拉马里（ZacharyCalamari）说。“这项基因组研究不仅让我们更接近解决进化之谜，而且还帮助我们更好地了解所有哺乳动物的骨骼形成方式。”大约有170种现代反刍有蹄哺乳动物物种带有头饰，化石记录中的数量还有更多。我们今天看到的头饰有四种类型：鹿角、角、骨角和叉角，它们有多种用途，包括用于防御、识别该物种的其他成员和交配。直到最近，科学家们还不确定这些不同的骨制头饰是在每个反刍动物群体中独立进化的，还是来自共同的祖先。研究作者扎卡里·卡拉马里（ZacharyCalamari）在美国自然历史博物馆扫描麋鹿头骨。图片来源：MattShanley/AMNH作为比较生物学博士。作为博物馆理查德·吉尔德研究生院的学生，Calamari开始使用基因组和基于计算机的3D形状分析来研究这个问题。卡拉马里与博物馆的弗里克哺乳动物化石馆长约翰·弗林合作，专注于对头饰的转录组进行测序，转录组是在特定时间在组织中表达的基因。他们的研究支持这样一种观点，即所有反刍动物头饰的形式都是从一个共同的祖先进化而来的，是动物“前额”（头骨额骨附近的区域）的成对骨质生长物。弗林说：“我们的研究结果提供了更多证据，证明角是由颅神经嵴形成的，颅神经嵴是形成面部的胚胎细胞层，而不是由形成头部两侧和后部骨骼的细胞形成。令人惊讶的是，这些细胞与形成鹿角的细胞相同。与其他骨骼和皮肤组织“对照”相比，牛角和鹿角的独特基因表达模式提供了令人信服的证据，证明这些壮观的骨骼结构的基本方面与古代祖先的共同起源。”通过将新测序的牛角转录组与鹿茸和猪皮转录组进行比较，Calamari和Flynn首次利用转录组证实，头饰中的家族特异性差异很可能是随着从共同祖先遗传的一般骨骼结构的阐述而进化而来的。卡拉马里说：“除了支持角和鹿角单一起源的基因表达模式之外，我们的结果还表明这些结构中基因表达模式的调节可能与其他骨骼不同。这些结果帮助我们了解角和鹿角的进化历史，并可能表明其他反刍动物颅附属物（如骨角和叉角羚）的差异也是对共同祖先颅附属物的阐述。”编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432506.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432506.htm

古生物学家使用化石牙齿记录确定已知最早的哺乳动物

古生物学家使用化石牙齿记录确定已知最早的哺乳动物古生物学家已经确定了已知最早的哺乳动物--一种生活在2.25亿年前的小型动物，类似于鼩鼱。该物种被称为Brasilodon，以前被归为不同的类别，但新的研究揭示了明显的哺乳动物的牙齿结构。Brasilodonquadrangularis长约20厘米（8英寸），生活在三叠纪晚期。它属于一个被称为cynodonts的动物群体，虽然它长期以来被认为是哺乳动物的近亲，但它不属于哺乳动物类群，该类群包含所有已知的哺乳动物，包括活着的和已经灭绝的动物。在新的研究中，一个国际研究小组分析了家族树，认为Brasilodon应该是已知最早的哺乳动物。这是因为在该动物的化石遗骸中新发现了一个非常具体的特征，这是哺乳动物所特有的。我们都记得小时候失去乳牙，然后再长出一副新的牙齿。这种连续长出两组--而且只有两组--牙齿的模式被称为双套牙，它是所有哺乳动物的共同特征。相比之下，爬行动物和其他一些生物在其一生中会多次再生牙齿。双套牙是哺乳动物生命早期阶段头骨解剖学变化的复杂过程的一部分，它与其他哺乳动物的特征有关。这项新研究的研究人员仔细检查了Brasilodon标本的牙齿和下巴的解剖结构，并将它们与更近代的哺乳动物进行比较。在这样做的过程中，他们发现了恒齿的证据，这些恒齿将以高度有序和定时的方式取代原生牙，这表明双套牙特征。这使得Brasilodon成为展示这种牙齿模式的最古老的脊椎动物，并由此成为已知最早的哺乳动物。它比目前公认的记录保持者Morganucodon早了大约2000万年。尽管如此，研究人员并没有声称分析已经结束--相反，他们愿意接受科学论证。该研究的撰稿人MoyaMeredithSmith教授说：“来自牙齿如何在发育过程中形成的证据对于表明Brasilodon是哺乳动物是至关重要的，也是明确的。我们的论文提高了关于什么是哺乳动物的辩论水平，并表明它在化石记录中的起源时间比以前所知的要早得多。”这项研究发表在《解剖学杂志》上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313995.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313995.htm

国际最新研究：早期哺乳动物生长速度快、寿命短

国际最新研究：早期哺乳动物生长速度快、寿命短国际著名学术期刊《自然》最新发表一项古生物学研究指出，恐龙时代后最早的大型哺乳动物，生长速度比现代同体型的哺乳动物快一倍，寿命相对更短。这项研究凸显出这些史前动物独特的生活史，有助于解释哺乳动物在恐龙消亡之后如何崛起。钝脚类全棱兽头骨化石（图片来自GFunston）。施普林格·自然 供图钝脚类全棱兽牙齿化石(图片来自GFunston)。施普林格·自然 供图该研究论文称，哺乳动物在恐龙灭绝之后变得多样，体型增大。钝脚类(Pantodont)是这段时期出现的已知最早的大型食草动物。它们演化出的形态范围广泛，但在始新世消亡了，它们与后来哺乳动物的关系尚不明确。钝脚类全棱兽(成年与幼年)艺术重建图(图片来自SShelley)。施普林格·自然 供图在本项最新研究中，论文共同通讯作者、英国爱丁堡大学格雷戈里·芬斯顿(GregoryFunston)和史蒂夫·布鲁萨特(SteveBrusatte)和合作者使用包括绘制牙齿微量元素等各种方法，来阐明6200万年历史的钝脚类全棱兽(Pantolambdabathmodon)的生活史。尽管研究者推断其妊娠期约7个月，与现存体型相近的哺乳动物相符，但研究者发现钝脚类全棱兽的生存与死亡更快速。其幼崽出生时已高度发育，在一两个月内断奶，并在10岁前死亡。钝脚类全棱兽(成年)艺术重建图(图片来自SShelley)。施普林格·自然 供图论文作者认为，当代哺乳动物没有与钝脚类全棱兽相似的生活史。此外，虽然钝脚类全棱兽的繁殖类似胎盘哺乳动物，但就其大体型而言，它生命的速率快得不同寻常。这些发现表明，延长妊娠期在6200万年前已经存在，更大的新生儿体型可能促成了早期胎盘哺乳动物身上观察到的快速体型增长。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1311649.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1311649.htm