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

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

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所透露，近期该所毛方园研究员、张驰研究员，联合内蒙古自然博物馆、云南禄丰自然资源局和楚雄化石研究

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所透露，近期该所毛方园研究员、张驰研究员，联合内蒙古自然博物馆、云南禄丰自然资源局和楚雄化石研究中心，以及美国和澳大利亚研究人员，在对中国云南禄丰、内蒙古燕辽生物群的侏罗纪哺乳动物的研究中，利用来自中国的两种侏罗纪哺乳动物化石，揭示了哺乳动物最早的牙齿分化、中耳和颌关节的转化。这两个研究为哺乳动物同源关系提供了新的视角，并重塑了早期哺乳动物的系统发育。研究成果于北京时间4月4日在国际期刊《自然》上同期发表。（央视新闻）

新发现显示人类仍有长满毛发的基因

新发现显示人类仍有长满毛发的基因这种在不相关的血统中重新出现的特征就是科学家所说的趋同进化。在这种情况下，它在各个分支之间独立进化，包括人类毛发基因的变化。哺乳动物没有毛发的原因就像失去毛发的物种一样多种多样。对哺乳动物的进一步基因研究也可以让我们学到更多。例如，在大象身上，皮毛脱落是为了帮助它们更快地失去热量。像海豚这样的海洋哺乳动物失去毛发是为了让它们更圆滑，在水中的阻力更小。然而，对于人类来说，这可能是多种原因造成的--包括减少寄生虫和其他东西。研究人员更深入地挖掘，发现人类的毛皮基因仍然存在，但目前已经关闭。对于其他哺乳动物物种来说，这可能也是一样的。此外，研究人员说有大量的基因我们并不了解。它们有可能在毛发生长和维护方面发挥作用，就像人类的毛发基因一样，但我们并不确定。研究人员说，我们所知道的是，有一种方法可以确定不同特征的全球遗传机制。这里的主要启示是，当动物处于失去毛发的进化压力下时，编码毛发的基因变得远不那么重要，允许它进入休眠状态，停止为它可能正常产生的那种毛发提供养料。但是，了解到人类的毛发基因仍然存在于我们的遗传学中是很耐人寻味的，因为我们的物种已经很多年没有依赖毛发了。其他基因研究表明，科学家可以创造出低过敏性的猫，因此更多地了解控制动物皮毛和毛发生长的各种毛发基因也可以帮助这项研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339985.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339985.htm

大规模研究揭示了哺乳动物的进化 知名雪橇犬Balto本尊也有参与

大规模研究揭示了哺乳动物的进化知名雪橇犬Balto本尊也有参与当然，这个数字只是冰山一角，今天地球上有超过6000种哺乳动物。这批藏品中，有一头大象、43种灵长类动物、53种啮齿类动物和100多种其他物种，占所有活体哺乳动物的不到1%。然而，这个史诗般的世界性合作项目的第一批成果在《科学》杂志上的11篇研究报告中提出，预计接下来还会有更多的成果。加利福尼亚大学（UC）圣克鲁兹分校的生态学和进化生物学教授BethShapiro研究员说："这11篇论文只是利用新的基因数据可以完成的科学类型的一个样本。它们显示了这些大型联合体和基础数据集到底有多重要。"在这些研究中，有一项研究追踪了著名的西伯利亚哈士奇Balto的进化故事，他是一支拯救生命的狗拉雪橇队的成员，在1925年向阿拉斯加一个被白喉击倒的偏远小镇运送抗毒素。它是1995年同名动画片的灵感来源，现在我们可以在纽约中央公园看到它的雕像。第一作者、加州大学圣克鲁兹分校的博士后研究员凯瑟琳-穆恩说："Balto的名气和他被制成标本的事实给了我们这个很酷的机会，让我们在100年后看到那群雪橇犬的基因是什么样子，并将他与现代犬进行比较。"通过这项研究，科学家们能够看到Balto属于来自西伯利亚的小型、快速和健康的雪橇犬，并且在遗传上比现代犬种更加多样化，可能是为了适应1920年代阿拉斯加的恶劣条件而进化出的遗传变异。穆恩说："Balto有与体重、协调性、关节形成和皮肤厚度等有关的基因变异，你会期待一只为在那种环境下奔跑而培育的狗。看到像Balto这样的狗的进化真的很有趣，即使是在过去的100年里，"她补充说。"Balto的种群与现代西伯利亚哈士奇不同，后者后来被培育为一种身体标准，但也与现代阿拉斯加雪橇犬不同。"240种哺乳动物的基因组差异巨大，从只有不到20亿个化学碱基对构成其基因图谱的普通弯翅蝙蝠，到有53亿个碱基对的毛犰狳。人类处于中间位置，只有30多亿个。对比如此多的物种，可以首次全面地观察不同物种的进化时间表，以及它们是如何为生存而专门化的，以及哪些共同的基因一直在坚持，为科学家提供了它们在哺乳动物生存中的重要性的线索。在另一项研究中，共同牵头人、霍华德-休斯医学研究所（HHMI）的科学家梅根-苏普尔和圣地亚哥动物园野生动物联盟的阿林-怀尔德利用国际自然保护联盟的濒危物种红色名录，对该项目中的240种哺乳动物的灭绝风险进行排名。然后，他们寻找能够解释它们在地球上的当代地位的基因线索，然后快速而廉价地确定了那些最有可能灭绝的动物。共同作者夏皮罗说："我们知道我们永远不会有足够的保护资金，但是通过使用哪怕是一个基因组，我们就可以对物种进行分类。"在其他地方，另一项研究看到一个合作小组研究了所有其他哺乳动物中发现的但不是人类的1万多个基因代码部分，以努力找出我们为什么是一个如此特殊的品种。高级作者、耶鲁大学医学院遗传学助理教授史蒂文-赖利说："通常我们认为新的生物功能必须需要新的DNA片段，但这项工作向我们表明，删除遗传代码可能会导致深刻的后果，使我们作为一个物种变得独一无二。"科学家们在与人类独特的疾病（包括精神分裂症和躁郁症）有关的基因附近发现了关键的删除迹象。了解这些变化为更好地理解人类疾病打开了大门，反过来，也为开发新的、有针对性的治疗方法打开了大门。他说："[这种缺失]可以调整如何制造人类的指令的含义，帮助解释我们更大的大脑和复杂的认知。这些工具有能力让我们开始识别使我们作为一个物种独特的许多小分子构件。"在其他论文中，科学家们分离出了与一些特征有关的基因组部分，如大脑尺寸、出色的嗅觉能力和成功的冬眠。在其他地方，科学家们发现了更多具体的线索，表明在大约6500万年前毁灭恐龙的小行星撞击地球之前，哺乳动物已经开始进化和多样化，并且在它之后继续变化，但速度更快。研究人员希望为Zoonomia数据集添加更多的基因组，目前有一个脊椎动物的基因组项目正在进行中，预计将有超过7万种不同的生物被绘制成基因图。这11篇研究论文发表在《科学》专刊上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357233.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357233.htm

化学研究显示人类祖先生活在恐龙之中并在小行星撞击中幸存下来

化学研究显示人类祖先生活在恐龙之中并在小行星撞击中幸存下来布里斯托尔大学和弗里堡大学的研究人员对化石记录的深入分析表明，胎盘哺乳动物，包括人类、狗和蝙蝠等物种，在白垩纪时期进化，在恐龙灭绝之前与它们短暂共存。(与这位艺术家的描述不同，最早的胎盘哺乳动物被认为类似于小花栗鼠）。胎盘哺乳动物的化石仅在年龄小于6600万年的岩石中发现，即小行星撞击地球时，这表明该群体是在大灭绝之后进化的。然而，分子数据长期以来一直表明胎盘哺乳动物的年龄较大。在《当代生物学》杂志上发表的一篇新论文中，布里斯托大学和弗里堡大学的古生物学家团队对化石记录进行了统计分析，确定胎盘哺乳动物起源于大灭绝之前，这意味着它们与恐龙曾经共存很短的时间。然而，直到小行星撞击之后，胎盘哺乳动物的现代谱系才开始进化，这表明恐龙消失后，这一类动物能更好地实现多样化。研究人员收集了胎盘哺乳动物群体的大量化石数据，这些数据可以追溯到6600万年前的大规模灭绝。布里斯托尔地球科学学院的主要作者艾米丽·卡莱尔说：“我们收集了数千块胎盘哺乳动物的化石，并能够看到不同群体的起源和灭绝模式。基于此，我们可以估计胎盘哺乳动物何时进化。”合著者丹尼尔·西尔维斯特罗（弗里堡大学）解释说：“我们使用的模型根据谱系首次出现在化石记录中的时间以及谱系随时间变化的物种多样性模式来估计起源年龄。它还可以根据该群体灭绝时的最后一次出现来估计灭绝年龄。”共同作者、同样来自布里斯托尔的PhilDonoghue教授补充道：“通过研究起源和灭绝，我们可以更清楚地看到K-Pg大规模灭绝或古新世-始新世极热期(PETM)等事件的影响。”灵长类动物（包括人类谱系）以及兔形目（兔子和野兔）和食肉目（狗和猫）被证明是在K-Pg大灭绝之前进化的，这意味着我们的祖先与恐龙混居。在小行星撞击中幸存下来后，胎盘哺乳动物迅速多样化，这可能是由于失去了与恐龙的竞争而导致的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368475.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368475.htm