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百万年前的猛犸象测序,让我们深入了解进化

纽约-研究人员已经对三种古代猛犸象进行了测序,其中包括两个超过100万年前的样本,以深入了解它们的进化过程。据研究人员称,这些是迄今为止被测序的最古老的DNA样本。

猛犸象大约在500万年前出现在非洲,并殖民了北半球的大部分地区。在更新世,它们产生了南方猛犸象和草原猛犸象,后来又产生了哥伦比亚猛犸象和长毛猛犸象。通过检查西伯利亚发现的三颗更新世早期和中期猛犸象臼齿的基因组数据,由斯德哥尔摩大学的Love Dalén领导的国际研究小组旨在研究哥伦比亚猛犸象和长毛猛犸象的起源。

当他们报道自然周三在美国,他们对样本进行了测序,并将数据拼凑在一起,发现了一个根据样本发现地命名为Krestovka的样本,属于一个以前不为人知的猛犸象谱系。这个以前不为人知的谱系进一步与长毛象系杂交,产生了上个冰河时代生活在北美的哥伦比亚猛犸象。

Dalén在新闻发布会上说:“我们预计最古老的两个标本将来自草原猛犸象,这是长毛象的直系祖先。”“这种祖先关系确实是我们在一个百万年前的标本中发现的。然而,令我们惊讶的是,我们发现另一个标本属于一个以前未知的猛犸象遗传谱系。”

Dalén和他的同事从三颗猛犸象臼齿中提取DNA进行测序。他们指出,古代DNA样本碎片化,胞嘧啶脱氨程度很高。他们将reads与非洲大草原象基因组和亚洲象线粒体基因组进行比对。在应用保守滤波器后,他们对所有三种猛犸象的线粒体基因组进行了超过37倍的覆盖,从Krestovka样本中获得了4900万个碱基对的核基因组数据,从另外两个样本(分别称为Adycha和Chukochya)中获得了8.84亿个碱基对和36.71亿个碱基对。

地质和分子数据都支持这些样本的古老年代,基因分析表明,克列斯托夫卡样本可能有160万年的历史。VWIN娱乐网站与此同时,通过分子钟分析,Adycha和Chukochya样本分别估计有130万年和87万年的历史。

系统发育分析将VWIN娱乐网站这三个新的猛犸象样本与晚更新世猛犸象样本分开,并强调了Krestovka猛犸象和所有其他猛犸象之间的深层分歧。他们发现,克列斯托夫卡猛犸象大约在200万年前与其他西伯利亚猛犸象分道扬镳。这向研究人员表明,早更新世后期有两种猛犸象谱系生活在西伯利亚,一种以Krestovka样本为代表,另一种以Adycha样本和所有的长毛猛犸象为代表。

以Krestovka为代表的猛犸象谱系也是哥伦比亚猛犸象的祖先,哥伦比亚猛犸象生活在上一个冰河时代的北美。通过混合物分析,研究人员发现哥伦比亚猛犸象几乎是克列斯托夫卡猛犸象血统和长毛猛犸象血统的一半和一半混合。

研究人员指出,Adycha样本似乎属于所有长毛猛犸象的祖先,可以让他们一窥时间长毛象进化出了分子适应性对寒冷,如体温调节和昼夜节律的改变。

通过将Adycha的基因组与生活在大约70万年前的长毛猛犸象的基因组进行比较,研究人员发现,与北极生活有关的长毛猛犸象的基因变异在100万年前就已经存在于猛犸象谱系中。

第一作者汤姆·范德瓦尔克在新闻发布会上说:“我们不认为长毛象的进化是由一次非常短暂、快速的适应爆发导致的。”“我们更倾向于认为这是一个渐进的过程。所以随着时间的推移,草原猛犸象积累了对更冷的北极环境的适应能力,这些适应能力逐渐增强,直到更新世晚期猛犸象。”

Van der Valk补充说,100万年前是气候变化和地球上新物种出现的时期,虽然这些猛犸象是迄今为止进行DNA测序的最古老的样本,但他们的发现表明,科学家对古代DNA测序的能力尚未达到极限。Dalén指出,来自大约这个年龄或甚至更早一点的其他样本也可以进行分析——特别是如果在永久冻土中发现的话——并进一步深入了解许多物种的进化。

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