作者:Chloe McIver,来自自然杂志
根据一项基因分析,乌龟应该与蜥蜴位于生命之树的同一分支上,这项分析可能解开关于这种生物起源的长期谜团。
长期以来,古生物学家一直使用形态学数据,通过仔细观察化石和现存亲属的物理特征,来展示不同物种之间的进化关系。然而,近几十年来,基因比较变得越来越重要。
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但是分子学证据和化石证据并不总是一致,这给乌龟的分类带来了很多困惑。《生物学快报》今天发表的一项研究可能通过基因分析将这种处境艰难的爬行动物放在其正确的位置上。
特立独行者
事实证明,乌龟尤其难以分类,因为它们看起来与其他爬行动物非常不同,而其他爬行动物大多属于双孔亚纲。双孔亚纲动物的头骨都有两个孔,称为颞孔,颞孔连接着附着在下颌上的肌肉。
根据化石记录,乌龟最早出现在大约2.3亿年前的三叠纪时期,自那时以来几乎没有变化。关键的是,乌龟缺乏颞孔,这表明它们是更原始的爬行动物形式的现存亲属,这种形式早于双孔亚纲动物。因此,它们被单独归为一类,介于两栖动物和其他爬行动物之间。
然而,还有两种其他可能性可以将乌龟归入双孔亚纲。一种是乌龟与鸟类和鳄鱼的亲缘关系比与蜥蜴更近。到目前为止,大多数基因研究都支持这一点。
另一种可能性是,乌龟与蜥蜴和蛇的亲缘关系更近,这一群体比双孔亚纲的其他动物拥有更近的共同祖先。
消失的踪迹
对乌龟、蜥蜴和短吻鳄的基因分析1现在支持后一种假设。这意味着乌龟的祖先曾经在其头骨中具有颞孔,但这些颞孔在乌龟进化过程中消失了。
“我们能够提供的,是支持一种假设而排除其他假设的明确证据,”达特茅斯学院分子古生物学家凯文·彼得森(Kevin Peterson)说,他是这项新研究的合著者,他位于新罕布什尔州汉诺威。
这项工作与之前的研究不同,因为它使用了 microRNA,这是一种在细胞中发现的短链调控基因分子。它们对于解决系统发育难题特别有用,因为尽管额外的 microRNA 可能会在数百万年的进化过程中发展出来,但一旦在进化枝中建立起来,它们就很少丢失。
MicroRNA 已被用于确定其他类似的深层系统发育关系,大多数科学家都认为它们是可靠的工具。这项研究的结论特别令人信服的原因在于,它与一个现有的、也得到形态学数据支持的假设相符。
“多年来,当我们试图重建生命之树时,解剖学和化石与分子学之间一直存在着某种来回往复,”英国布里斯托大学的古生物学家迈克·本顿(Mike Benton)说,他没有参与这项研究。对于乌龟,他说,“这是我们第一次看到解剖学和分子学似乎达成一致。”
本文经《自然》杂志许可转载。该文章于2011年7月19日首次发表。