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赖旭龙教授、盛桂莲教授团队,BGEG国家重点实验室/地球科学学院/环境学院, iScience (2023), Relationships of Late Pleistocene Giant Deer as Revealed by Sinomegaceros Mitogenomes from East Asia

发表时间:2023-11-14     点击:次     编辑:顾刚

2023117日,我校赖旭龙教授、盛桂莲教授领导的古DNA团队与英国自然历史博物馆、中科院古脊椎动物与古人类研究所等国内外机构合作研究的成果Relationships of Late Pleistocene Giant Deer as Revealed by Sinomegaceros Mitogenomes from East Asia东亚中华大角鹿线粒体基因组揭示晚更新世大角鹿系统演化关系”在线发表于Cell Press旗下期刊《iScience》。地球科学学院博士生肖博为第一作者,我校赖旭龙教授、盛桂莲教授和英国自然历史博物馆Adrian M. Lister教授为共同通讯作者。

大角鹿是第四纪晚期动物群中的已灭绝成员,曾广泛分布于亚欧大陆北部区域,其硕大的体型和奇特的鹿角吸引了学界和公众的目光。此前根据各地出土的大角鹿化石的形态学研究认为东亚地区的大角鹿与欧洲和中亚的大角鹿有明显差异,并以此将大角鹿分作两个属:亚欧大陆中、西部的欧洲大角鹿属(Megaloceros)和东亚地区的中华大角鹿属(Sinomegaceros)。随着古DNA技术的发展,国际同行已于2021年对欧洲大角鹿的样本开展了分子谱系地理研究,本研究是首例中华大角鹿古基因组研究。

1 大角鹿头骨、鹿角形态特征

a)欧洲大角鹿;(b中华大角鹿之河套大角鹿;(c中华大角鹿之肿骨鹿

我校古DNA团队及合作者从我国东北和华北、俄罗斯远东和日本等地采集了十多件大角鹿化石样本,基于6件样品的线粒体古基因组数据,通过构建贝叶斯系统发育树并分析大角鹿线粒体单倍型,发现所研究的中华大角鹿分属3个母系遗传支系,在线粒体系统树上与欧洲大角鹿并未发生分歧。根据样品发掘地点、原认为是欧洲大角鹿的西伯利亚贝加尔地区的样品,经分子鉴定为中华大角鹿;该样品代表的遗传支系与欧洲大角鹿在该地区的共存,表明中华大角鹿与欧洲大角鹿存在地理分布区域的重叠。此外,本研究在中国东北发现了从末次盛冰期前延续至末次盛冰期的中华大角鹿遗传支系,意味着中国东北可能是大角鹿等动物在末次盛冰期时的避难所之一;中华大角鹿骨骼样品的碳、氮稳定同位素分析结果显示,气候波动导致的植被变化与中华大角鹿在中国东北的地区绝灭之间存在相关性。

2欧洲大角鹿和中华大角鹿分布区域及大角鹿线粒体基因组系统发育树

Clade sino1-3为中华大角鹿遗传支系)

我校古DNA团队近年来对鹿科动物开展了“多物种-跨时空”古基因组联合研究,发现鹿科不同物种在第四纪气候变化和人类活动双重因素作用下呈现的分子响应模式各不相同。本研究和该团队此前已发表的马鹿(Xiao et al., 2022 Quaternary Science Reviews)、东北狍(Deng et al., 2022 Genes)及正在进行的驼鹿等物种的古DNA研究结果显示,作为第四纪哺乳动物中已灭绝物种的典型代表,大角鹿的遗传多样性在末次盛冰期前后有显著降低,仅在避难所区域留下少数遗传支系;马鹿曾经广泛分布于欧亚大陆北部,受气候变化和人类活动的共同影响,其有效种群大小及分布范围有所缩减;驼鹿虽然受气候影响发生了种群缩减,但是在末次盛冰期以后迅速重新占领了亚洲泛北极地区,甚至扩散到了北美地区;而小型鹿科动物——东北狍自末次盛冰期以来,一直保持着稳定的遗传支系组成。通过对鹿科动物中已灭绝物种和延续至今的物种在遗传多样性变化趋势上的对比分析,解析不同物种的种群演化规律,对于系统重建气候变化及人类活动双重压力下第四纪大型哺乳动物种群演化历史具有重要启示意义。

上述所有研究得到了国家自然科学基金项目(编号:42172027)资助。


论文信息:

标题: Relationships of Late Pleistocene Giant Deer as Revealed by Sinomegaceros Mitogenomes from East Asia

作者: Bo Xiao, Alba Rey-lglesia, Junxia Yuan, Jiaming Hu, Shiwen Song, Yamei Hou, Xi Chen, Mietje Germonpré, Lei Bao, Siren Wang, Taogetongqimuge, Lbova Liudmila Valentinovna, Adrian M. Lister*, Xulong Lai*, and Guilian Sheng*.

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.108406



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