树懒“懒”自何处
古分子揭示奇异起源
2019-06-13
中国科学报 赵熙熙
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从啃食北美草原的大象般的庞然大物，到在南美洲太平洋沿岸出没的驼鹿大小的游泳好手，树懒已经在地球上游荡了5000多万年。然而，科学家对几十种已知树懒物种间的关系却知之甚少。如今，对古代树懒脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质（其中一些的年代超过10万年）进行的两项新分析正在改写树懒的家谱。新的研究甚至表明，3000万年前，一座大陆桥将西印度群岛和南美洲连接起来，使得这些行动缓慢的动物最终能够到达这些岛屿。
“这是一个了不起的成就。”并未参与该项研究的美国田纳西大学查塔努加分校古生物学家Timothy Gaudin说。
在已确认的100多种树懒物种中，除6种外，其余都已灭绝。因此，科学家不得不比较树懒骨骼化石的形状，从而拼凑出这些动物是如何进化的。然而，这样的比较并不准确。如今，从化石中分离DNA和蛋白质的新技术使得比较早已灭绝动物的遗传学特征成为可能。
古代DNA让科学家可以直接比较基因，而蛋白质的寿命更长。因此，尽管后者提供的信息并不那么精确，但古生物学家正越来越多地使用它们研究那些更古老的化石。
在一项新的研究中，英国约克大学古蛋白质专家Samantha Presslee和她的同事从北美和南美采集了100多块树懒化石，旨在寻找胶原蛋白的踪迹。这种蛋白质在骨骼中很常见，可以存活超过100万年。在研究人员分析的17个样本中，胶原蛋白都保存得足够好，以至于他们能够将构成蛋白质模块的氨基酸序列拼接在一起。这使研究人员能够比较各种胶原蛋白——其中一种胶原蛋白的历史超过13万年，并建立起可能的家谱。
科学家在6月6日出版的《自然—生态与进化》杂志上报告了这一研究成果。
在另一项研究中，法国蒙佩利埃大学进化生物学家Frederic Delsuc和他的同事独立分析了10块年代在4.5万年前到1万年前之间的树懒化石。这些化石中包含几乎完整的线粒体DNA序列。线粒体DNA是在细胞能量产生机制中发现的遗传物质。他们也用这些数据绘制了可能的树懒家谱，
科学家在6月6日出版的《当代生物学》杂志上描述了这一发现。
这两个研究小组得出的结论惊人的相似——如今的三趾树懒并不像之前认为的那样在树上形成自己的分支，而是与巨型地懒——巨爪地懒有着亲缘关系，后者直到大约15000年前还生活在北美地区。而如今的两趾树懒是巨型南美磨齿兽的远亲，后者被认为是在不到10000年前灭绝的最后一种地懒。
也许最令人惊讶的是，直到大约5000年前，生活在西印度群岛岛屿上的各种现已灭绝的树懒，似乎都是从一个大约3000万年前的共同祖先那里进化而来的。
“从来没有人这样设想过。”Gaudin说。这意味着一群树懒可能只到达过这些岛屿一次。这与一种理论相吻合，即许多动物不是通过游泳或漂流，而是由一座陆桥步行到达这些岛屿的。这座陆桥出现在大约3000万年前，并在后来被淹没。
“这两项研究彼此一致的结果真的很有趣。”Gaudin说。但他警告说，新的分析只包括了已知树懒物种的一小部分。Presslee说：“我们可以给这棵家族树添加很多不同种类的已经灭绝的树懒。但这是下一步。”
加拿大多伦多大学古生物学家Gerardo De Iuliis说，将化石形状的数据与基因数据结合起来，可以得到更好的家族树。这可能揭示了某些树懒的特征是如何多次独立出现的，比如长长的、有力的前臂，这让今天的树懒能够挂在树枝上活动。“它们是奇异的动物，有着相似的奇异方式。”Gaudin说。
从啃食北美草原的大象般的庞然大物，到在南美洲太平洋沿岸出没的驼鹿大小的游泳好手，树懒已经在地球上游荡了5000多万年。然而，科学家对几十种已知树懒物种间的关系却知之甚少。如今，对古代树懒脱氧核糖核酸（DNA）和蛋白质（其中一些的年代超过10万年）进行的两项新分析正在改写树懒的家谱。新的研究甚至表明，3000万年前，一座大陆桥将西印度群岛和南美洲连接起来，使得这些行动缓慢的动物最终能够到达这些岛屿。 “这是一个了不起的成就。”并未参与该项研究的美国田纳西大学查塔努加分校古生物学家Timothy Gaudin说。 在已确认的100多种树懒物种中，除6种外，其余都已灭绝。因此，科学家不得不比较树懒骨骼化石的形状，从而拼凑出这些动物是如何进化的。然而，这样的比较并不准确。如今，从化石中分离DNA和蛋白质的新技术使得比较早已灭绝动物的遗传学特征成为可能。 古代DNA让科学家可以直接比较基因，而蛋白质的寿命更长。因此，尽管后者提供的信息并不那么精确，但古生物学家正越来越多地使用它们研究那些更古老的化石。 在一项新的研究中，英国约克大学古蛋白质专家Samantha Presslee和她的同事从北美和南美采集了100多块树懒化石，旨在寻找胶原蛋白的踪迹。这种蛋白质在骨骼中很常见，可以存活超过100万年。在研究人员分析的17个样本中，胶原蛋白都保存得足够好，以至于他们能够将构成蛋白质模块的氨基酸序列拼接在一起。这使研究人员能够比较各种胶原蛋白——其中一种胶原蛋白的历史超过13万年，并建立起可能的家谱。 科学家在6月6日出版的《自然—生态与进化》杂志上报告了这一研究成果。 在另一项研究中，法国蒙佩利埃大学进化生物学家Frederic Delsuc和他的同事独立分析了10块年代在4.5万年前到1万年前之间的树懒化石。这些化石中包含几乎完整的线粒体DNA序列。线粒体DNA是在细胞能量产生机制中发现的遗传物质。他们也用这些数据绘制了可能的树懒家谱， 科学家在6月6日出版的《当代生物学》杂志上描述了这一发现。 这两个研究小组得出的结论惊人的相似——如今的三趾树懒并不像之前认为的那样在树上形成自己的分支，而是与巨型地懒——巨爪地懒有着亲缘关系，后者直到大约15000年前还生活在北美地区。而如今的两趾树懒是巨型南美磨齿兽的远亲，后者被认为是在不到10000年前灭绝的最后一种地懒。 也许最令人惊讶的是，直到大约5000年前，生活在西印度群岛岛屿上的各种现已灭绝的树懒，似乎都是从一个大约3000万年前的共同祖先那里进化而来的。 “从来没有人这样设想过。”Gaudin说。这意味着一群树懒可能只到达过这些岛屿一次。这与一种理论相吻合，即许多动物不是通过游泳或漂流，而是由一座陆桥步行到达这些岛屿的。这座陆桥出现在大约3000万年前，并在后来被淹没。 “这两项研究彼此一致的结果真的很有趣。”Gaudin说。但他警告说，新的分析只包括了已知树懒物种的一小部分。Presslee说：“我们可以给这棵家族树添加很多不同种类的已经灭绝的树懒。但这是下一步。” 加拿大多伦多大学古生物学家Gerardo De Iuliis说，将化石形状的数据与基因数据结合起来，可以得到更好的家族树。这可能揭示了某些树懒的特征是如何多次独立出现的，比如长长的、有力的前臂，这让今天的树懒能够挂在树枝上活动。“它们是奇异的动物，有着相似的奇异方式。”Gaudin说。
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责任编辑：侯茜
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