古代和历史豹DNA在聚光灯下
了解豹种群的地理起源是一项复杂的任务。可以从分子数据推断出的进化模式与现有的化石证据不一致。发表在BMC进化生物学的新研究对历史线粒体DNA样本进行了研究,为古代和现代豹种群的进化历史提供了新的见解。Johanna Paijmans博士描述了她和同事们进行的研究
豹子无法改变他们的位置,但他们改变了他们居住的地方......
豹(Panthera pardus)是大型的标志性捕食者,目前分布在非洲和亚洲的大部分地区。亚洲人口被认为是非洲豹子的后裔,这种非洲豹子是在非洲以外的传播活动中创立的(就像人类历史一样)。
基于化石遗骸,我们知道大部分更新世都有欧洲的豹子,但这些欧洲豹子在最后一次冰期(约25000年前)的某个时期已经灭绝。然而,目前尚不清楚已灭绝的欧洲豹如何与今天非洲和亚洲的豹子有关。
我们研究了来自欧洲“冰河时代”豹(其中一些长达45,000年)的古老DNA样本,以及来自博物馆藏品的亚洲和非洲豹样本,以解决有关古代和现代豹子之间关系的问题以及这些标志性捕食者的生物地理学。
生物地理学涉及对谱系的地理分布的研究,并试图推断可能导致观察到的模式的过去过程。例如,豹子一直生活在欧洲,直到最后一个冰川期结束,这些灭绝种群的DNA可以告诉我们它们的起源,以及它们与今天生活的豹子有什么关系。
对当前种群DNA的调查可能只能揭示在今天的豹子中存活下来的遗传多样性。虽然具有挑战性,但包括来自古代和历史样本的DNA可以提供对物种的历史和遗传多样性的独特见解。这是因为它使我们能够获得有关今天不再存在的血统和种群的信息,如欧洲豹。
我们对古代DNA序列的分析表明,欧洲豹与亚洲豹相比,最近的祖先与非洲豹相比,这表明欧洲人口是建立在亚洲豹的同一非洲移民中。
非洲之外:不是第一个,也不是最后一个
我们的数据进一步支持了所有活豹的假设非洲血统。有许多其他哺乳动物已经提出非洲血统(例如鬣狗,狮子),包括我们自己的祖先。
我们已经使用化石校准的遗传方法来估计豹外非传播的时间,我们的结果表明它发生在710-483千年前。豹子的遗传数据也表明,非洲外的传播只发生在一次事件中,而不是多次重复事件。
这一事件的发生时间并不直接与最早的原始人(大约2百万年前的直立人)或最早的解剖学上的现代人(大约10万年前的H. sapiens)的分散相关,所以很可能不同的过程推动了每个物种的非洲外扩散事件。
我们的爪哇豹的意外结果
据报道,我们的一只豹子样本来自爪哇,其中豹子被分配到一个单独的亚种(爪哇豹子Panthera pardus melas)。以前的研究发现,爪哇豹的DNA与所有大陆亚洲豹不同,这表明这种群体在东南亚已被隔离很长一段时间。然而,我们发现爪哇豹博物馆标本与印度支那豹密切相关,这表明大陆和爪哇豹之间可能存在更近期的遗传交换。
当然,虽然单个样本的结果应该谨慎对待,但他们确实要求对爪哇豹及其与大陆种群的关系进行更详细的调查。
对现代豹的影响
我们研究了线粒体DNA,它只是基因组的一小部分,只能通过雌性系继承。因此,它只揭示了一个物种的进化历史的一部分,并且可能存在导致相似遗传模式的多种情景,使得它们难以区分。爪哇豹的意外结果是与保护策略制定相关的挑战的一个很好的例子。
目前,爪哇豹的保护工作是基于其作为独特亚种的分类地位。我们的研究结果可能预示着大陆和爪哇之间最近的基因流动比之前认为的更为严重,这可能会对豹种群管理产生影响。
然而,目前的分类学基于比单独的线粒体DNA更多的因素。需要收集更多数据,以便充分描述爪哇与大陆豹之间的关系以及如何最好地确保它们的持续生存。
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