净干些“见不得猴”的事儿!云贵川三地的金丝猴怎么回事?
时间:2023-07-02 01:14:13 来源:科普之家 作者:果壳自然 栏目:头条 阅读:138
金丝猴是非常著名的珍稀灵长类动物,大家可能都多少听过它的名字。但是,其实金丝猴并不只有一个物种,而是有5个物种。而且并非所有的金丝猴都是浑身金毛的,其中被称为“世界独生子”的黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)就是黑色与金色混合型的,它的头部和三角肌的毛发偏向金色,四肢的毛发则完全呈现黑色,长相十分特别。
黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi,the gray snub-nosed monkey) |摄影:李贵云
近日,我国科学家发起的灵长类基因组计划在著名学术期刊Science上发表了研究专刊,不仅解读了黔金丝猴那身黑金混合毛发的来源,也为黔金丝猴找到了远古的双亲,而且,这里面的故事还挺曲折。
鼻孔朝天的猴子
金丝猴属于叶猴类,这类猴子的脑袋在外观上看起来往往有点尖,以植物为主要食物,嚼叶子属于日常。灵长类基因组计划重建了800万年来叶猴类在亚洲的扩散路线,否定了它们经北方进入东亚的假说,而认为它们是经喜马拉雅山南麓北上到达东亚、南下到达东南亚地区的。并且在大约750万年前,金丝猴所在的奇鼻猴类开始崛起,成为亚洲叶猴中的一支主要力量。
为什么叫奇鼻猴呢?因为算上金丝猴,奇鼻猴类中的四个属加在一起,都凑不出一个周正的鼻子——没错,金丝猴也是如此,它们的正式名称是仰鼻猴(Rhinopithecus),就是鼻孔朝天的意思。
著名的川金丝猴也是鼻孔朝天的,你猜下雨天会进水吗?|图虫创意
鼻孔朝天并不代表金丝猴的性子傲气,它们只是鼻梁骨差点意思,在长时间的演化过程中,鼻梁骨完全退化消失,导致鼻子变短,所以看起来鼻孔才有点翘,这有利于在高原地区增加通气量。事实上,金丝猴在猴类中是相对温和的,属于好脾气的那一类,可以形成大群,灵长类基因组计划也从分子机制上解释了金丝猴这一特点的产生,可能与适应寒冷气候有关。
再说金丝猴的毛色。其实,真正浑身金毛的只有我国四川、陕西、甘肃及湖北神农架等地的川金丝猴(R. roxellana),它是金丝猴里最先被发现的物种,也是金丝猴得名的原因。而滇金丝猴(R. bieti)、怒江金丝猴(R. strykeri)和越南金丝猴(R. avunculus)虽然名为金丝猴,但毛发却是以黑色或黑白混搭为主。
5种金丝猴的分布区域|于黎课题组等供图
而黔金丝猴则又是第三种情况,它既有金色毛发,又有黑色毛发。而且黔金丝猴也特别稀少。大熊猫当前有超过2400只,而黔金丝猴仅有850只左右。它的分布区也特别局限,仅分布于贵州北部的梵净山地区,被称为“世界独生子”。
这让人不禁好奇,黔金丝猴独特的毛发是怎么来的?这个分布如此局限的金丝猴是如何起源的?和其他几种金丝猴的亲缘关系又是怎样的呢?这个物种是如何形成的呢?
经典成种与杂交成种
在经典演化理论中,某个祖先种群因为迁徙和环境变化等因素,被分隔成了多个无法彼此交流的独立种群,并各自累积了不同的突变而变得不同。随后,即便当它们再次相遇时也无法繁衍出可育后代,也就是地理隔离导致的生殖隔离。基于此,恩斯特·迈尔(Ernst Walter Mayr)就认为一个物种的定义关键,是看某个种群是否能和其他种群发生了生殖隔离,即生殖隔离的产生标志着新物种的形成。这一论点被无数人奉为圭臬,并被写入高中教科书,为人们所熟知。
也正是因为如此,演化的历程往往被描述为演化树——共同的祖先种群随时间不断推移不断分出不同枝杈的树状结构。这种每个分支互不交叉的树状结构向我们表明,每个现生物种的任何历史阶段的祖先都是来自于同一个种群。今天,物种演化树已经是生物学家在讨论物种演化时最常用到的东西之一。
找到人类了吗|openlearn
后来,人们也逐渐认识到跨物种的杂交也是新物种形成的机制之一。特别是在植物演化过程中,杂交成种(hybrid speciation)被认为是物种形成的重要模式,通常可以分成多倍化成种(polyploid speciation)、同倍体杂交成种(homoploid hybrid speciation)和渐渗成种(introgressive hybrid speciation)三种形式。
多倍化成种就是同时保留两个亲本物种的染色体,从而实现遗传物质加倍,并快速和亲本产生生殖隔离,形成新物种,如四倍体的邱园报春(Primula kewensis)来自两个二倍体物种轮叶报春(P. verticillata)和多花报春(P. floribunda)的杂交。但是这种方式通常只能发生在植物等“兼容性”比较高的遗传系统中,在动物中几乎无法发生。同倍体杂交成种和渐渗成种都不改变遗传物质的倍数,只会因重组而呈现“马赛克/斑块状”的遗传组成。在渐渗成种时,后代还会和至少一个亲本物种进行多次杂交,之后才形成新物种。
杂交出来的邱园报春|penprimulas
植物学家对杂交成种非常熟悉。但在涉及到动物演化时,动物学家观点就不同了,他们过去普遍认为动物不太发生杂交成种。
不过,随着越来越多物种的基因组数据被分析,动物学家发现很多类群内,物种之间的生殖隔离并没有想象中那么强,非常可能可以发生杂交。目前已知的就有蝴蝶、狼、狒狒、鸟和熊等多个类群,这些类群都曾经历过快速的适应辐射,也就是在短期内新物种的大量爆发过程。
在这种演化历程中,某些物种是来自于两个或多个不同物种的种间杂交,而不是一直都是某个单一祖先物种的后代。这时候,简单的树状结构实际上已经不能准确描述物种的演化历程了。
那么,金丝猴类的物种经历了怎样的形成过程?黔金丝猴又是如何形成的呢?
既意外又合理的结论
黔金丝猴,很可能就是一个自然界中杂交成种的例子。
作为灵长类基因组计划的项目之一,云南大学的于黎研究员团队联合数个研究团队,对滇金丝猴进行高质量参考基因组序列的组装,并对金丝猴所有五个物种的共106个样本全基因组数据进行了群体遗传学分析。
结果显示,黔金丝猴基因组拥有源自川金丝猴种群和滇金丝猴/怒江金丝猴祖先种群这两个谱系的混合遗传组分,它们相当于黔金丝猴的双亲。但是这又和普通的交配不同,通常来讲,子代来自双亲的遗传物质比例接近1:1,但是黔金丝猴的基因组有更大的比例来自于川金丝猴亲本,也就是说,从基因组的角度来看,黔金丝猴更像川金丝猴。这很可能也正是先前的研究中普遍将其作为川金丝猴姐妹种的原因。
研究人员根据基因组进行反推,进行了溯祖模拟。结果显示,黔金丝猴的演化模式很可能是这样的:
在大约187万年前,川金丝猴的祖先群体和滇金丝猴/怒江金丝猴的祖先群体之间曾发生过杂交事件,产生了最初的黔金丝猴群体。
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