亚洲,一只生活在弗吉尼亚州动物园的白颊长臂猿,是第一个基因组被解码的长臂猿。她的 DNA 序列,以及其他七只长臂猿(总共六个不同物种)的 DNA 序列,有助于解释这些猿类如何适应树栖生活。它们也可能解释了为什么与大型猿类(人类、黑猩猩、大猩猩和猩猩)相比,长臂猿如此多样化。
长臂猿以其在茂密树冠中的灵活性而闻名,一次荡 swing 可达 15 米,速度超过每小时 55 公里。该类群包括四个属和多达 19 个物种,全部生活在热带亚洲的森林中,从爪哇的银长臂猿 (Hylobates moloch) 到印度东北部的西黑冠长臂猿 (Hoolock hoolock)。
遗传学家对长臂猿着迷,因为它们是最早从与人类和猴子共同的祖先分化出来的猿类。而且长臂猿的染色体很奇特。与其他猿类相比,它们的基因组有更多的染色体重排,例如大段 DNA 的重复、缺失或倒位,这些会影响基因的工作方式。“染色体重排就像地震:一个事件将彻底改变景观,你会在一代人之后看到它,”俄勒冈健康与科学大学波特兰分校的进化遗传学家露西亚·卡博内说,她领导了长臂猿基因组的研究工作。“我们在长臂猿基因组中发现的是,那里发生了很多地震。”
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作者将长臂猿多样性的爆发归因于一种“跳跃基因”——一段可以在基因组中改变位置的 DNA——这种基因只在灵长类动物中的长臂猿身上发现。他们认为,这块 DNA 落在了参与染色体复制的基因附近,使基因组更容易重排。染色体重排可以阻止两个个体繁殖,从而加速物种形成。
该团队还发现,四个不同的长臂猿属似乎都在 400 万到 500 万年前同时进化,当时海平面波动开始分割东南亚的森林,形成地理屏障,限制了群体之间的交配。这项研究发表在 9 月 11 日的《自然》杂志上。
长臂猿独特的树栖生活方式也可能帮助它们茁壮成长。卡博内和她的团队发现,参与骨骼和软骨发育以及胶原蛋白生成的基因似乎在长臂猿中的进化速度比其他猿类更快。“这完全合理,因为长臂猿的肌腱和屈肌已经发生了改变,使它们能够成为如此强大的攀爬者,”她说。
英国剑桥大学的进化遗传学家艾尔温·斯卡利说:“这可能是它们成功的关键——它们设法适应了东南亚普遍存在的这种环境。”相比之下,由于栖息地丧失,猩猩在该地区正处于灭绝的边缘。“长臂猿设法在同样的情况下生存下来,”他说。
与其他大型猿类相比,长臂猿的情况良好,但某些物种面临高度灭绝风险。海南黑冠长臂猿 (Nomascus hainanus) 仅生活在中国海南岛的一小块地区,据估计其数量已降至仅剩 23-25 只。
卡博内说,她在加利福尼亚州的一个保护中心有一只以她名字命名的白颊长臂猿,她希望长臂猿基因组能够通过使评估遗传多样性和分配资源变得更容易来帮助保护工作。
本文经许可转载,并于 2014 年 9 月 11 日首次发表。