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乐鱼西北大学研究团队让秦岭金丝猴登上了Science封面—新闻—科学网

发布日期:2024-05-08 14:12:09 访问量:53 来源:乐鱼智能

6月2日凌晨,《科学》(Science)杂志以长文情势刊发西北年夜学金丝猴研究团队最新研究结果Adaptations to a cold climate promoted social evolution in Asian colobine primates(《严寒顺应促成了亚洲叶猴社会体系的演化》),初次体系性地展现了灵长类社会演化之谜。该期《科学》封面图为亚洲叶猴的代表——秦岭金丝猴,图片由西北年夜学研究团队提供。

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西北年夜学生命科学学院传授齐晓光,玻士后武进伟以及赵兰为论文的配合第一作者,齐晓光、西北年夜学传授李保国、中国科学院昆明植物研究所研究员吴东东以及Australia西澳年夜学传授Cyril C. Grueter为配合通信作者,西北年夜学为第一作者单元。

此外,齐晓光作为配合通信作者的另外一篇长文Phylogenomic analyses provide insights into primate evolution《体系基因组学研究为灵长类植物进化提供新见解》也同期揭晓于《科学》(Science)杂志,该文章展现了灵长类基因组演化汗青以及表型顺应性的遗传机制。

还原亚洲叶猴社会体系演化汗青

灵长类植物具备繁杂而多样的社会布局,从喜好茕居的红毛猩猩,到伉俪双双把家还的白掌长臂猿,再到坐拥后宫的叶猴以及群婚的食蟹猴,灵长类的“婚恋不雅”以及“外交圈”巨细有着天地之别。是甚么样的驱动力塑造了这类差异?这个问题,于西北年夜学团队对于亚洲叶猴的研究中获得相识答:他们的社会布局具备很强的体系发育旌旗灯号,且遭到汗青上情况巨变的深刻影响,而且记载于他们的基因组上。

“咱们聚焦金丝猴研究二十余年,哄骗GPS项圈、卫星遥感技能以及社会收集阐发相联合的要领,经由过程持久野外跟踪不雅察,始终想揭开灵长类社会的神秘面纱。”李保国说。基在多年野外研究,团队对于秦岭金丝猴社群内各个构造层面的空间联署及个别迁徙与散布举动举行研究,发明金丝猴社会怪异的四层式社会布局:家庭、分队、群组、社群。2014年,齐晓光作为第一作者,齐晓光以及李保国作为配合通信作者的论文于《天然-通信》杂志揭晓,初次提出 “亚洲发源-聚合”假说,攻破了西方学者对于灵长类繁杂社会发源的单一熟悉,从此开启了研究植物社会体系进化的新年夜道。

安身前期研究,为了验证这一假说,并回覆其暗地里的生物学机制,这次团队将研究眼光拉长至800万年前,从生物化石所提醒的汗青漫衍以及对于古海平面、古地舆、古天气等年夜数据的挖掘,一点点拼凑出亚洲叶猴先人的散布路径。

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约莫800万年前的中新世,亚洲叶猴的先人从欧洲散布而来。此中一支,从印度半岛散布到了东南亚地域,这一类群分解成三个属,并保留了先人的一雄多雌制“单家庭群”社会体系。而另外一支于晚中新世散布到了中国云南,造成了奇鼻猴的基部类群。陪同着这一地域晚中新世的严寒事务,它们的家庭群再也不互相排斥,时而分散,时而聚合,造成了类重层社会。因为食品匮乏,年夜大都奇鼻猴厥后向南散布,演化出白臀叶猴以及长鼻猴等差别物种。时至今日,只管它们糊口于越南以及加里曼丹岛的温馨地域,却仍旧保留着类重层社会这一布局特性。但与此同时,留于中国北方的远亲金丝猴,却于更新世重复的冰期与间冰期的一次次严寒事务中,拉近了社会瓜葛,造就落发庭间持久、不变的纽带接洽,演化出了真实的重层社会。

严寒事务促成亚洲叶猴社汇聚合

“咱们发明,糊口于严寒情况中的物种偏向在造成较年夜的社群,且两次社汇聚合别离发生于晚中新世冷期以及更新世第四纪冰期,这注解严寒事务可能驱动了社群堆积。以此为依据,咱们提出了亚洲叶猴‘三幕式’的社会演化汗青。这个发明,也是对于咱们团队提出‘亚洲发源-聚合’假说的体系阐明。” 齐晓光说。

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为何选择亚洲叶猴作为研究对于象,科学家也给出了最佳的解答。“亚洲叶猴属在旧年夜陆猴疣猴亚科,共七属55种,包罗‘一夫多妻’的单家庭社会、‘多夫多妻’社会、重层社会以及类重层社会四种差别的社会体系类型,从热带雨林到温带雪山地域均有漫衍,咱们以为这个类群是研究灵长类社会进化机制体系很好的模子。”齐晓光先容。

亚洲叶猴类各属的体系发育瓜葛、漫衍海拔与社会布局

为了做好此项研究,团队与海内外高校、研究院所、植物园等多个团队互助,阐发查询拜访了亚洲叶猴2903个栖息地,对于每一个栖息地提取的19个情况变量的综合生态因子举行阐发,构建了迄今为止最全的亚洲生态数据集。

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成立“举动-生态-基因组”研究框架

于800万年来的漫漫韶光长河中,一次次的严寒事务是怎样驱动亚洲叶猴完成社群堆积的?这需要对于代代相传的基因组数据举行阐发来证明。

为相识答这个迷惑,团队开创性地成立了“举动-生态-基因组”这一全新的研究范式。他们降服跨学科、跨地区等重重坚苦,完成为了亚洲叶猴七个属代表物种的高品质全基因组测序,获得了全世界首个染色体级另外非人灵长类基因组,从而构建切确的体系发育瓜葛。“咱们把宏不雅进化生物学与微不雅份子生物学的中央规则相联合,来挖掘严寒事务驱动社群堆积暗地里的遗传学机制。”齐晓光说。

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金丝猴家庭照(欧阳冠来供图)

经由过程比力基因组学的要领,联合体系发育阐发检测的成果显示,汗青上的严寒事务促成了亚洲叶猴的能量代谢以及神经-激素调治相干基因遭到正选择,演化出了越发有用的脑、神经-激素调控收集,此中于奇鼻猴类群中与催产素、多巴胺递质体系有关的基因转变非分特别惹人瞩目:其类群的社会出现两步式的慢慢聚合模式,从先人的“一夫多妻”到造成具备分散-聚合特性的类重层社会,再演化出“家庭”持久糊口于一路的年夜型重层社会。

“于哺乳植物中,催产素以及多巴胺具备强化母亲与幼儿之间的纽带的作用。严寒效应激发它们的顺应性变迁,强化了母婴间的纽带,延伸了严寒地域奇鼻猴的亲本抚育。同时,个别间的敌对举动也获得促成,进而鞭策了单家庭群向重层社会的堆积。”齐晓光先容。这一成果还获得了细胞功效试验以及举动学试验的验证。

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神经-激素调治的顺应性变迁加强社会亲以及力

“好比咱们秦岭金丝猴,它们所处之处天气严寒,食品匮乏,就会有更多的抱团取暖和、互相理毛的举动。如许的神经调治机制,也直接增长了个别的敌对举动和容忍度,从而促成了家庭群向重层社会的堆积。”齐晓光说。

此项研究整合了植物举动学、生态学、地质学、比力基因组学等多学科手腕,完备展现了亚洲叶猴繁杂社会体系演化的历程、动力以及遗传根蒂根基。而其更年夜的意思于在“举动-生态-基因组”的全新研究范式成立,这对于理解包孕人类于内的灵长类社会举动发源演化机制提供了新思绪,也为植物举动学范畴的成长斥地了新标的目的。

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正如《科学》杂志审稿人评价:“作者经由过程多学科交织的要领,完备回溯了亚洲叶猴的社会演化汗青,并对于其生态成因以及遗传根蒂根基举行综合剖析,这于灵长类以及脊椎植物的研究中都是史无前例的,为社会演化范畴斥地了一条新年夜道。”

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苦守初心,“喜欢它就想要掩护它”

能让这么美丽的秦岭金丝猴登上《科学》封面让全球看到,是齐晓光多年来最年夜的心愿。“源����APP在喜爱,只是想要去摸索植物的秘密。这可能也是常识份子的一种天职吧。”他说。

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他不只是英勇的冒险家,更是坚定的寻求者。

1999年,齐晓光插手了西北年夜学金丝猴研究团队,师从李保国传授,成为秦岭金丝猴野外研究的开拓者之一。幸运的是,他将本身热爱的乐趣与事业完善联合。

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“我第一次看到金丝猴是于年夜一寒假,径自徒步12个小时后,终究于秦岭山的深处看到了它们。‘哗’的一声它们从我头顶蹦过,我被惊呆了,浅黄色的毛发,淡蓝色的皮肤,纯净的眼睛……它们太夸姣了。”这是齐晓光首次见到金丝猴的场景。“喜欢它就会想要掩护它。”这就是他对峙研究金丝猴二十余年的初心。

晚年,齐晓光每一年于秦岭金丝猴基地城市待六七个月,风餐露宿,穿梭险要山脉,与天然界的奥秘举行一场场冲动人心的对于话。有数个昼夜,仔细不雅察金丝猴每个细微的动作,尽心尽力地网络数据,阐发研究成果,以期可以或许解开这个生物宝库的秘密。也恰是常年驻守野外基地,让他们摸索出合用在山地灵长类举动学研究的一整套要领,为后续持久研究的开展奠基了要害的根蒂根基。

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“或许这就是多巴胺的激励机制,找到成绩感,就会感应自傲,一旦得到了正向反馈,你就会对于这个工具愈来愈有乐趣。”齐晓光笑着说。

“以往对于灵长类社会体系的演化机制研究,始终逗留于纯宏不雅程度,缺少对于份子机制的深切探究。恰是因为缺乏适合的研究模板及全基因组数据,其详细演化机制尤为是遗传根蒂根基始终没有年夜的冲破。”于就教许多植物范畴专家无果后,齐晓光以及团队专家们便最先了孤傲的测验考试。一遍遍试错、一次次推翻重组,“就像拼图同样,可是于拼这幅图的时辰,咱们其实不知道这幅拼图毕竟是甚么样子。”与武进伟、赵兰两个玻士后于一路摸索以及互相鼓动勉励的韶光,令齐晓光十分难忘。

终极,他们终究于微不雅份子生物学中找到了冲破这个瓶颈的线索。但摆于眼前的倒是一个极为重大繁琐的新范畴。“面临一个彻底不认识的范畴,只管很疾苦,但照旧想要去测验考试冲破。这类觉得就像把玻士读了一遍又一遍。”齐晓光说。

乐趣使然,跳出恬静圈,齐晓光没有涓滴夷由,带着团队成员冥行擿埴。谈及这次研究的启迪,赵兰说:“报酬设置的学科分类使患上咱们只能看到一个侧面,可是生物演化自己不会由于报酬设置的这些分类而存于一定,这是一次欺压咱们不能不用综合的目光去对待演化进程的很好实践。”

于西北年夜学的校园,齐晓光也经常与研究5亿年前寒武纪生命年夜发作的舒德干院士团队师生交流,只管他们研究的期间超过上亿年,但触及举动、生态、地质、化石、遗传等多个维度,只有有所交集,就会令他孕育发生乐趣。

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走进齐晓光的办公室,办公桌正对于着的年夜门上方,挂着一幅他于秦岭拍摄的金丝猴照片。拥有金色柔软毛发的金丝猴坐于树干上遥望远方,短短几米,这可能就是齐晓光与他“初心”的“最好间隔”。

“将来,咱们将继承深化以亚洲叶猴为代表的灵长类社会体系演化机制研究,继而摸索人类初期社会的发源与变化。”齐晓光满怀期待。

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