@ 2014.12.22 , 21:57
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科学家用基因组测序制作出新的鸟类系谱图

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一项新的研究对45种鸟进行了基因组测序,揭开了这些“活恐龙”间的复杂关系网。出炉了一张或许是迄今为止最全面的世界鸟类系谱图,揭示了一些令人惊讶的鸟类关系,也展示了鸟鸣声等特征的发展。

来自80多家机构超过200名的科学家花费四年时间对鸟类基因组测序,并使用了超级计算机进行推算,可谓尽心竭力。

美国杜克大学的神经生物学家Erich Jarvis称,从获得的基因组数据和使用的科学方法上来看,这一新系谱所展示的结果是最全面的。

其中的一项发现是,包括现在的夜莺、麻雀和啄木鸟等在内的主要陆鸟的祖先是当时的顶层掠食者

在此之前的研究曾试图通过仅有的一些基因推演不同鸟类间的关系,但每项研究都得出了不同的结果。“你实在是不知道该相信谁,”Jarvis说。

当今鸟类中有超过10,000个种类存在,从多彩的鸟类天堂新几内亚,到有标志性蓝足憨鲣鸟的美洲西海岸,鸟类可以说是种类最多、最迷人的生物。

鸟类家族的秘密:
在这项新项目中,研究人员分析了48种鸟类(包括此前从未测序的45种)的基因组,这些种类能够代表鸟类中的所有主要分支,包括乌鸦、鸭子、隼、长尾鹦鹉、鹤、朱鹭啄木鸟和鹰。现今约95%的鸟属于新鸟下纲类群,也与大部分被研究的鸟类情况相符。

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新的鸟类系谱图

还有发现表明新鸟下纲经历了“大爆炸”般的进化,许多新种类仅在恐龙灭绝(约六千六百万年前)后的几百万年内就悉数出现。而此前的研究则认为其进化过程更加缓慢。

新鸟下纲最初分成两个类群,分别是鸽类和雀类。

最让人惊讶的一个发现是火烈鸟与鸽子关联紧密,远大于外观更相似的鹈鹕等其他鸟类。

另外一项重要发现是鸟类的鸣叫学习能力,即听闻和重现声音(也是人类说话的关键特征)能力的演化可能在几个类群间各不相同。

构建系谱:
为了推演和构建鸟类系谱,研究人员使用了超级计算机来比较所有被研究鸟类的全基因组,耗费9台计算机300 CPU年的时间(CPU年是一台计算机独立完成任务的时间)。

尽管鸟类的基因组比其他脊椎动物的少,但这些强大的工具仍然不能彻底完成系谱的某些部分。因为仅仅破译基因组中的蛋白质编码还不够,还需要基因之间未编码的序列。

其他基于此项研究的发现还为鸟类性别染色体的进化、牙齿如何退化、鸟鸣如何调节脑部基因以及鸟类和鳄鱼共同祖先的细节问题提供了线索。

本文译自 Livescience,由译者 半路 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 43+1

  1. 马赛克
    @3 years ago
    2639428

    也就是说~世界上所有鸟都是从一种物种变成的?

  2. 王大锤不工口
    @3 years ago
    2639448

    食我大鸟

  3. 说句实话
    @3 years ago
    2639453

    这不?
    又开始乱讲了~
    至今严谨科学界对于鸟类由恐龙演化乃至整个宏观进化论都是作为 理论 而非事实来看待的
    因为鸟类和爬行类的基因信息大不相同,这不是量而是质的区别
    爬行类要真的能演变成鸟类在其自身基因序列里必定要产生新的信息的
    但客观证实发现一切的基因突变都只是丢失信息而非产生新信息
    如果文中这些真的是事实权威机构早就公开向整个学术界发表认可了
    另外文章的术语感觉不严谨,
    种 种类 还是物种?事实上学术界对物种这个词汇的定义都尚无定论
    而且文章里有很多争议性的主观预设
    感觉煎蛋的这栏目不少是走进伪科学的搞怪~

  4. 你吃相太难看
    @3 years ago
    2639462

    @说句实话: 变异只是损失信息是不是意味着进化的终点是丢掉所有冗余信息,只剩下最精简的?在这个过程中如果错误变异丢掉有用信息的个体最后会因为缺陷被淘汰,只有丢掉所有废物信息才能存留下来。

    这样看人类进化即将进入一个全新的速度,说不定新人类会一步到位完成进化史。因为基因测绘终将表示出所有基因的作用,人工去除所有无用基因,直接达到最完美状态,让基因中的熵最低?就相当于一块土地种菜,去除所有杂草,只种有用的庄稼,产量当然倍增。人体同样的,基因的表达效果将成倍增长,人体将表现出前所未有的特质出来。

    这样想想,人类的进化真是符合人道。天道是水往低处流,熵增远离使万物最终趋于平等。而人道是遵从于马太效应,用水作比喻就是水往高处流,最终达到熵减的效果。人类在很久以前,就是丢掉一个基因最后反而释放了控制大脑发育的基因的全部潜能。同理未来丢掉的许多基因也许能激发其他基因的更多潜能出来。

    大家认为未来离我们还很远吗?也许只要放开道德约束,转基因人能使XMAN在一百年内出现

  5. shanshuiii
    @3 years ago
    2639483

    没人知道这是华大基因做的吗?

  6. MazzyRyan
    @3 years ago
    2639486

    @说句实话: 该项研究发表在自然科学界顶级期刊《Science》上,请自行查询Jarvis ED et al (2014). Whole-genome analyses resolve early branches in the tree of life of modern birds. science 346(6215):1320-1331. doi:10.1126/science.1253451,闭上你那不信科学的胡搅蛮缠的臭嘴,煞有介事说的话没一句对的,生物的进化早就铁证如山不容置喙,我们不确定的只是进化的历程和模式。

  7. 仈诫
    @3 years ago
    2639487

    很好看的标本

  8. 2639489

    这个项目是国内华大基因参与的,文章这个月刚发表在Science上,目前的反响还挺大的。PMID: 2/5/5/0/4/7/1/3.(刚发现没法写数字,去掉斜杠就行)

    我就不说什么了,我知道这里有大神。

  9. 2639494

    看第一张图那是这生物学家亲自杀死了45只不同的鸟做成标本的意思吗?

  10. MazzyRyan
    @3 years ago
    2639495

    @你吃相太难看: 还有你,有的人信谣言,有的人信科学,还有的人用相信谣言的方式相信科学,你就是那第三种。你要真是站在进化论这一边,拜托以后忘掉“全新的速度“、“人道”、“天道”、“Xman”伍的文科生科幻臆想,进化的机制何其复杂,没看过几本严肃的书是不可能参透的。

  11. 痴汉
    @3 years ago
    2639496

    测了这么多,请问哪种吃起来比较不柴呢?

  12. MazzyRyan
    @3 years ago
    2639501

    @马赛克: 不仅全世界的鸟,全世界所有的真核生物,包括全部的动物、植物、真菌等等,都由同一个祖先进化而来。进化论在历史上出现过许多版本,达尔文的进化论是第一个科学的进化论版本,也是现代进化论的原型,虽然这个原型有很多缺陷已经或者正在被修正,但有一个论点至今站得很稳,就是所有生物有共同祖先。当然,在具体的进程上与达尔文想的很不一样,比如真核细胞的本体由古细菌进化而来,线粒体由细菌进化而来,植物的叶绿体由蓝藻进化而来,每一个真核生物实际上是至少三类生物共生的结果。

  13. MazzyRyan
    @3 years ago
    2639504

    @dxd20: 有标本库。

  14. 说句实话
    @3 years ago
    2639511

    @你吃相太难看:
    恰恰相反!
    丢掉的不是冗余信息而是最初完整信息里的一部分非冗余信息
    所谓的垃圾基因(junk gene)其实非是完全没用的的
    所以不存在真正意义上的冗余
    刚刚已经说了宏观进化论是理论而非事实
    宏观进化论macro evolution简单讲就是说从一种动物进化成另一种,比如爬行类的恐龙,变化成鸟类
    恐龙演化成鸟类,从基因的方面看是不可能的,从生理结构分析也是问题重重
    并且现实中也从未被实际观察到这类证据
    另外还要强调一下,猿猴变成人的说法也只是理论,可能很多人不知道或不敢相信,但事实就是这样
    所有这方面考古发现比如尼安德特人、尼布拉斯加人等等也都有严重问题
    唯一真正可观测是事实的仅仅是微观进化论micro evolution
    即一个种类内的生物的多样性或变异,比如狗有长毛短毛直毛卷毛体型大小等等
    但都是同一种类的动物——狗,从没有从狗变成非狗的动物
    狗其实是狼被人类驯化后的
    所以都是同一种的动物
    但这种基因突变都是丢失信息而非产生新信息
    并且有其界限,当便已发展到一定程度就会出现无法再繁衍的局面
    因为基因信息已经少到一个尽头了

  15. 虎娃虎娃
    @3 years ago
    2639513

    @MazzyRyan: 嘛高中搞生物竞赛的时候看过几本遗传学,现在虽然基本都忘了,但是觉得遗传的研究还是很需要创造性的,就算别人说的不对指正就好了嘛,“文科生科幻臆想”这种东西我个人觉得也是走向理性假设的一条路,说的不对望包含

  16. 你吃相太难看
    @3 years ago
    2639516

    @说句实话: 那换成,丢掉次重要的信息,这样应该准确些吧。就像手机的进化,丢掉实体键盘因此获得了提升屏幕尺寸的机会。生物未来会丢掉一些次重要的信息,换取已有信息表带能力的增强。这样是可能的吧,就如同头骨的演化导致头骨强度降低,不过相应的提升内颅内容量的可能。

  17. 说句实话
    @3 years ago
    2639534

    @你吃相太难看:
    。。。次重要
    貌似没这个说法
    主要是需留意这有一个自然选择的机制
    比如在一个环境里比如寒冷地区
    本来最初的狗基因中包含长毛和短毛所以可以繁育长毛短毛不同的后代
    当繁衍这批后代由于环境导致短毛全都淘汰
    那剩下能够适应的都是长毛
    久而久之代代繁衍就造成所有该地区的狗都是长毛的,起基因里也就完全丢失短毛的信息了
    但不能说是进步,因为原本的信息丢失了
    只能说是适应

  18. 2639537

    @说句实话:
    这™不就是这几天才发的吗= =
    你丫又不关心前沿别乱讲

  19. 2639543

    你们跟 @说句实话
    @你吃相太难看
    这俩小学生较个什么劲,赶紧回去读paper吧

  20. 2639546

    @虎娃虎娃: 我觉得 @MazzyRyan 说得很对,前面有两位,一个是以科学的名义胡扯,另一个则是全盘接受这些胡扯。奉劝这些人,如果真的对科学感兴趣,至少去维基百科学习一下。

  21. 说句实话
    @3 years ago
    2639549

    @MazzyRyan:
    嗯 知道这杂志上有
    但不可否认文中部分包含争议
    其实吧~
    这课题要细细讲是要花很大功夫
    而且需要严肃求实公正的态度才能进行讨论
    毕竟真相只有一个,没必要恼羞成怒争得那么激动
    但现在看起来恐怕要做到这点很困难~

  22. 2639554

    @你吃相太难看: 郑重地告诉你:MazzyRyan 说得才是科学,说句实话 纯粹是挂着科学名头的伪科学,或者更直白地说:都是胡扯。如果你真的想了解一些科学的话,至少可以去看看维基百科,那里的东西总体上是靠谱的。百度百科不能信,里面都是一堆不知道什么人四处乱抄的垃圾货。各种“问答”也基本上都不能看,一堆无聊之极的人在那里乱贴东西赚取所谓的“点数”或“分数”。有一个问答似乎还靠谱些,不过我在确认之前也不会轻易推荐。

  23. neverland
    @3 years ago
    2639611

    @说句实话: 你从哪里看来的“客观证实发现一切的基因突变都只是丢失信息而非产生新信息”?那样的话难道是最初的单细胞生物包含了最复杂的信息,而人类是在丢失了其中绝大部分之后拥有最简单的遗传信息?
    基因突变-新功能获得与演化的关系早就是学界共识,例如无脊椎动物到脊椎动物的两次基因组整体加倍事件和随后突变引起的基因功能分化就是一次重大的新功能获得来源,去维基百科读一读gene duplication条目Neofunctionalization这一节。当然了,或许按你的看法这些内容的参考文献都只不过像这篇鸟类系谱图文献一样发表在Nature, Science之类的不靠谱杂志,算不得“权威机构早就公开向整个学术界发表认可了”;说不定深入学习一下圣经,反倒能发现“信息(在创造之后)是不断丢失”这一“客观结论”。

    P.S. 我曾从事生物信息专业六七年,当年深切感受到比较基因组学-演化生物学-系统生物学这一块,是整个生物学子学科里面有最多非专业人士觉得自己比专家还懂得多的专业之一;不过“幸运”的是,近两年让位给转基因相关子学科了。

  24. 2639620

    @说句实话: 自己都不懂就不要出来教别人了好吗?还“不是进步只是适应”,进化是为了什么?自然选择知道不?谁告诉你基因突变不能产生新的信息的?而且你就知道个基因突变吧,染色体突变知道不?想必你连内含子外显子启动子什么的玩意儿都不懂,高中都没学好就不要来丢人现眼了

  25. 啊啊啊
    @3 years ago
    2639634

    @MazzyRyan: 吐槽真好!哈哈哈

  26. 爷酥
    @3 years ago
    2639672

    @你吃相太难看:
    剔掉那些所谓的‘废除信息’会让你死得很难看的,真的

  27. 壬二一
    @3 years ago
    2639701

    @你吃相太难看: 你让一部机器每次随机丢一个螺丝钉试试,丢弃基因是有风险的,搞不好就突然族灭了。

  28. 2639794

    现代科学和宗教是缠在一起的,原因也是因为现代科学本身就是宗教人士的产物。

    所有的一切都有待于发现,而恰恰人类活动越多的地方能发现的就越少。有时或许看上去很美的,实际上走错了路

  29. 兔子
    @3 years ago
    2639873

    @neverland: 前辈好,我也是学生物信息学。目前专攻植物二次代谢。

  30. 2639879

    桌子上那一堆,哪个煮汤好吃,哪个红烧好吃?

  31. 2639887

    @Neo: 煎蛋自从某易总是转载之后,就来了许多胡说八道的人。

  32. 2640306

    鸦鸭鹦鹰,隼啄鹤鹭

  33. 2640396

    这个是我们隔壁组发的一系列文章,Science出的专刊,华大前段时间还发了一个昆虫转录组的Science封面文章。
    @说句实话:
    @你吃相太难看:
    有本事自己去顶级期刊发一个专刊去把你口里的这种进化说清楚,不然少在这里拿一些半吊子理论瞎扯淡。

  34. 说句实话
    @3 years ago
    2640638

    @UEFA:
    维基百科gene duplication条目Neofunctionalization这一节
    Neofunctionalization
    The term neofunctionalization was first coined by Force et al. 1999, but it refers to the general mechanism proposed by Ohno 1970. The long-term outcome of Neofunctionalization is that one copy retains the original (pre-duplication) function of the gene, while the second copy acquires a distinct function. It is also known as the MDN model, “mutation during non-functionality”. The major criticism of this model is the high likelihood of non-functionalizsation, i.e. the loss of all functionality of the gene, due to random accumulation of mutations[citation needed].
    看下来这就是对Neofunctionalization进行了基本定义和描述,但没有给出现实观测到的实例
    麻烦你给出个具体实例,这很重要。如果没有实例而单单下定义的话不就顶多是理论咯?
    你说的无脊椎动物到脊椎动物的两次基因组整体加倍事件和随后突变引起的基因功能分化就是一次重大的新功能获得来源,我知道很多学者都持这个观点
    但这个说法是当时有人在现实中发生亲自观测到的吗?
    还是对过去的一种猜测?
    分清楚现实的科学观测和对已经过去的历史的推测的区别很要紧
    如果是对过去的猜测那就跟提出猜测的人自己所持的世界观有很大关系了
    这样就不是一个科学观察的问题而更大程度是不同世界观的问题
    因为同样的证据可以因不同世界观预设的人而对过去发生了什么提出不同的观点而且各自都能说得通
    所以具体现实实例最有说服力

  35. 说句实话
    @3 years ago
    2640641

    @000: @neverland:
    自然选择natural selection这个机制的实际作用就是选择select,而非产生新功能,另外既然你坚持突变产生新的信息,也麻烦你举出至少1个具体现实观测到的实例

    另外要说下那些刊物
    是,很大程度上不少人自然而然会将其作为权威
    但这个不能证明绝对就是正确的
    科学研究也要常常抱质疑态度不是?
    历史上很多时期权威和大部分人所持的观点都后来发现时谬误的
    例如地球是平的,地心说等等
    不过好在这些谬误都是对现实可观测证实的现象的说法
    所以可以经过进一步的观测得到证据

    然而突变产生新信息和宏观进化论都是对过去的推测
    现实观测中如果有发生麻烦请举出实例

  36. 2640879

    现代科学本身就是在教会的支持下发展出来的,且大量的科学发现和科学理论就是教会人士自己发现和总结的。所以现代科学从根本上就和宗教是深度结合的。

  37. 2640886

    科学基于发现和总结以及想象,因为人类活动的原因,越是人类活动频繁的地方,某些发现就越困难,也就造成要到人类活动少的地方去发现,结果自然是这些地方所发现的东西相当欠缺。而把这些欠缺的东西总结成理论,从宗教继承而来的科学观和世界观就会影响到总结出来的理论。

  38. 2640888

    特别是科学发展到了现代,科学基本上自身开始演变成为一种宗教,不同的理论派系就是一种宗教的派系

  39. 2640889

    可以提出多种理论,不要急于下结论。一切都有待于新的发现,来填补无数的空白

  40. 2640891

    以前有句话叫科学无国界,而科学家有国界。科学本身无三观,可科学家是有三观的

  41. 说句实话
    @3 years ago
    2641050

    @11111: 这位朋友讲的中肯

  42. 2641841

    @说句实话: 太空育种,射线导致突变从而产生新的性状。你是不是混民科吧的啊?

  43. 说句实话
    @3 years ago
    2642210

    @000:
    “射线导致突变从而产生新的性状”显然你没有回答我的问题
    这只是说明性状而非产生新信息
    很多人知道新性状不难产生啊,射线导致突变的例子实验室里有很多的
    人们拿老鼠苍蝇等等做实验
    原本的信息由于射线导致突变产生一些性状 会得到很多奇怪的产物
    比如苍蝇多了对翅膀或者翅膀变卷曲等等
    但苍蝇翅膀这都是原本已存在的信息并非苍蝇基因里所没有的的信息
    只是性状而非产生新信息,而且这些变化都是降低而非更优越的
    专业人士应该明白这里面的含义
    真的有例子实在请你认真回答不要搪塞含糊~
    要走近科学不是吗?

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