
作为一只名叫Tino的优秀猫咪的自豪主人,我很高兴加入猫咪博客的行列。我是在阅读了一项关于Tino与其他猫科动物亲缘关系的新研究后受到启发的。现在我知道,猎豹与Tino的关系比它与豹的关系更近(分别代表右和左)。
猫科动物的进化一直是个棘手的难题。虽然区分Tino和老虎并不是什么高深的智力活动,但要准确弄清楚哪些物种与家猫关系最密切,哪些是远亲,却并非易事。最古老的猫科动物化石可追溯到3500万年前,从那时起,它们迅速进化成许多谱系,并传播到除南极洲以外的所有大陆。当进化速度快时,就很难重建其路径。猫科动物谱系反复进化出相似的形态以利用相似的生态位,这使得情况更加复杂。这种模式并非猫科动物独有。有胎盘的哺乳动物(包括猫、狗、熊、蝙蝠、牛、灵长类动物和啮齿动物)经历了一次大规模的进化爆发,这在很大程度上是由6500万年前大型恐龙的灭绝驱动的。这个整个群体的进化图景长期以来一直模糊不清。在过去的几年里,一个科学家网络通过收集各种哺乳动物物种的基因序列并使用只能在大电脑上进行的统计方法进行比较,使这张图景变得清晰起来。哺乳动物进化树的主要分支现在已经清楚了许多。
研究人员(主要来自国家癌症研究所的基因组多样性实验室)现在已将注意力转向哺乳动物进化树上的一些分支——例如猫。他们查看了所有现存猫科动物的22,789个DNA碱基对。他们使用了几种不同的方法,这些方法基于DNA进化的不同方式。最常见的突变之一是单个碱基对的变化。研究人员计算了最有可能的进化路径,以产生这些在各种现存猫科动物谱系中的突变。不太常见的突变是大块遗传物质从基因组的一个部分移动到另一个部分。当一群物种共享同一种大规模突变时,科学家们就更有信心认为它们共享一个近亲共同祖先。最后,通过研究猫和其他哺乳动物的化石记录,科学家们构建了一个分子钟,并用它来计算谱系何时分化。
科学家们能够以极大的统计信心重建猫的进化树。他们的研究结果发表在本周的《科学》杂志上(链接[划掉]待定[/划掉] 在此)。我把论文中的插图放在了底部,供喜欢探究细节的人参考。这篇论文特别有趣的一点是,它提供了一个关于猫如何传播到世界各地的假设。研究人员通过观察猫现在的分布,然后将它们的位置映射到进化树上,得出了这个假设。
根据他们的研究结果,所有现存猫科动物的共同祖先生活在约一千万年前的亚洲。这只猫的后代分成了两个分支。一个分支通向狮子、美洲豹、老虎、豹子、雪豹和云豹。另一个分支则产生了所有其他猫科动物。这些早期猫科动物在亚洲停留直到850万年前,当时新的谱系迁往了新大陆和非洲。迁往新大陆的移民产生了今天在美国半球发现的短尾猫、美洲狮、猞猁、虎猫和其他物种。非洲的迁徙者是今天薮猫和其他小型猫科动物的祖先。
但猫有 wandering 的天性。家猫的祖先在大约650万年前从北美洲返回亚洲。猞猁也在大约200万年前返回,并向西扩散,直到到达西班牙。今天新大陆美洲狮的祖先还产生了另一个谱系,该谱系迁回亚洲,最终到达非洲,并演变成了今天的猎豹。其他大型猫科动物大约在同一时间迁往非洲——亚洲老虎和雪豹的表亲穿过西奈半岛,演变成了非洲狮。但狮子们近亲则迁往新大陆,演变成了美洲豹。
这是一个很酷的研究,但令我震惊的是,所有七位作者都是遗传学家,没有一位古生物学家。如今这种情况很常见。遗传学家们正忙于发表进化研究,因为他们获得了海量的新数据。当他们偶尔看一下化石证据时,主要是为了校准他们的分子钟。但古生物学家在世界各地挖掘了大量的猫科动物化石,这些化石都对这些生物的进化有所启示。我想知道,它们如何融入下面的图景?
尽管如此,这些DNA证据对于表明猫的迁徙速度有多快,以及它们如何出色地适应了各种新的生态位,从喜马拉雅山的悬崖到南美洲的云雾林冠层再到撒哈拉沙漠,都非常重要。保护生物学家对猫被引入澳大利亚和偏远岛屿感到担忧,在那里它们正在消灭濒危动物。但事实证明,它们在没有人类帮助的情况下,早已擅长成为入侵物种。
更新:1/6 下午2点:我联系了猫科动物化石专家,来自加州大学洛杉矶分校的Blaire Van Valkenburgh,征求她对该论文的看法。她刚刚回复。她对猫的进化树印象深刻,但对他们利用进化树来解释猫的迁徙而忽略化石证据的方式并不满意。
她写道:“忽略灭绝物种及其对所产生的进化树的潜在影响是一个巨大的问题,他们之所以能逃脱,仅仅是因为无法从如此古老的材料中获取DNA。他们的生物地理假设很吸引人,但一点也不令人信服。我对这篇论文的主要问题之一是,缺乏因海平面变化与猫科物种形成速率之间的因果关系解释。在一个案例中,他们指出,在较高(6.4-2.9百万年前)的海平面期间,谱系内部的分化增加,然后在另一个案例中,他们指出,在较低(3.1-0.70)的海平面期间,物种形成速度加快。那么驱动机制是什么呢?我认为他们最好去寻找全球变冷、变干以及草原扩张之间的关联来解释其中一些模式。”
顺便说一句,这篇论文现在已在线。















