研究人员对灭绝和活着的大象的完整基因组进行测序

一个国际研究团队通过观察世界上最具标志性的动物家族之一 - 大象及其亲属猛犸象和乳齿象 - 已经产生了数百万年来最全面的进化图片之一。

包括麦克马斯特研究所，哈佛大学哈佛医学院，乌普萨拉大学和波茨坦大学研究人员在内的科学家团队对来自亚洲和非洲的生物和灭绝物种的14个基因组进行了细致的测序。两个美国乳齿象，一头有12万年历史的直齿象和一只哥伦比亚猛犸象。

这项发表在“美国国家科学院院刊”上的研究揭示了科学家称之为非常复杂的历史，其特点是广泛的杂交。然而，他们警告说，这种行为几乎在活着的大象中停止，增加了人们对地球上少数物种未来的担忧。

“杂交可能有助于解释为什么猛犸象在如此多样化的环境中取得如此成功，并且在很长一段时间内，重要的是这些基因组数据也告诉我们生物学是混乱的，并且进化不会以有组织的线性方式发生，”进化遗传学家说。 Hendrik Poinar，该论文的高级作者之一，McMaster古DNA中心主任和Michael G. DeGroote传染研究所的首席研究员。

“对来自所有这些古代大象和乳齿象的全基因组数据的综合分析，揭示了大象种群历史的帷幕，揭示了我们以前根本不知道的复杂性，”他说。

例如，对古代直纹大象进行的详细DNA分析表明，它是一种混合物，其遗传组成部分来自古老的非洲象，猛犸象和现今的森林象。

“这是目前存在于任何物种中的最古老的高质量基因组之一，”德国波茨坦大学的迈克尔霍夫瑞特说，他是一位共同资深的作者，负责领导直翘大象的工作。

研究人员还发现了哥伦比亚和猛犸猛犸象之间杂交的进一步证据，这是Poinar及其团队在2011年首次报道的。尽管它们的栖息地和大小各不相同，但研究人员认为，猛犸猛犸象在冰川边缘遇到了哥伦比亚猛犸象。北美更温和的生态交错带。

引人注目的是，科学家们发现世界上剩下的三个物种 - 森林和稀树草原大象中的两个没有遗传证据表明，尽管生活在邻近的栖息地，它们在过去的50万年中仍然生活在接近完全的隔离状态。

“保护社区一直在争论非洲大草原和森林大象是否是两种不同的物种，”大卫·赖希说，他是布罗德研究所的另一位共同资深作者，同时也是哈佛医学院遗传学系的教授。 (HMS)和霍华德休斯医学研究所调查员。“我们的数据显示这两个物种已被隔离很长一段时间 - 使每个物种都具有独立的保护状态。”

研究人员说，密切相关的哺乳动物之间的杂交是相当普遍的，他们指的是棕熊和北极熊，苏门答腊和婆罗洲猩猩以及欧亚金豺和灰狼的例子。物种可以被定义为一组可以成功繁殖和生产可育后代的类似动物。

“这篇论文是我们十多年前开始的一项重大举措的产物，它不仅仅是大象基因组的正式报告。它将成为了解大象如何相互关联的参考点。联合资深作者Kerstin Lindblad-Toh是广泛研究所的高级准成员，瑞典乌普萨拉大学生命科学实验室主任，他说，这是其他物种群体可以进行类似研究的模型。

“对我们来说，调查结果非常令人惊讶，”HMS的博士后科学家Eleftheria Palkopoulou说。“大象种群关系无法通过简单的分裂来解释，为了解这些标志性物种的进化提供线索。”

研究人员建议，未来的工作应该探索将新的遗传谱系引入大象种群(生物和古代)是否在其进化过程中发挥了重要作用，使它们适应新的栖息地和波动的气候。