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全球蝙蝠研究重新定义物种谱系

全球蝙蝠研究重新定义物种谱系


有史以来最大规模的蝙蝠基因组和化石研究打破了有关蝙蝠起源的神话,并揭示了回声定位和飞行能力在蝙蝠进化开始时就已经进化了。

该研究发表在著名的国际期刊《自然》上,为研究蝙蝠非凡的长寿和抗病能力的遗传基础奠定了新的基础,并与人类健康具有潜在的相关性。

这项研究汇集了来自 64 个国家的 137 名研究人员,作为 Bat1K 联盟,对 103 个基因和 44 个化石进行了测序和分析。

尼尔·格梅尔爆头

尼尔·格梅尔教授

其中合著者之一是奥塔哥大学-Otakau Wakaihu Waka解剖学系的Neil Gemmell教授。

该团队利用最先进的 DNA 测序和计算技术,收集了迄今为止最大的高质量蝙蝠基因组,代表了目前已知的 21 个蝙蝠家族,通过将它们与化石物种相结合,重建了新西兰本土短尾蝙蝠 (pekapeka) 的历史。

“蝙蝠是令人着迷的生物。它们是唯一真正有动力的哺乳动物,它们使用声纳——回声定位——在黑暗中‘看东西’,尽管有许多致命的疾病,但它们的寿命却出人意料地长。

格梅尔教授说:“尽管蝙蝠拥有这些超能力,但科学家们长期以来一直在争论蝙蝠是如何进化的以及它们来自哪里。”

研究结果表明,蝙蝠起源于大约 6500 万年前的欧洲,蝙蝠生物学的两个决定性特征——回声定位和动力飞行——是在该群体的起源附近建立的。

“这些发现推翻了之前关于蝙蝠起源于亚洲、非洲或北美的假设。相反,我们发现它们从欧洲扩散到非洲,然后是亚洲、美洲和澳大利亚。

“关于蝙蝠的进化也有很多讨论——不同的家族之间有什么关系,飞行和回声定位何时进化,以及它们是如何发展出不寻常的特征的?”

都柏林大学学院的资深作者、Bat1K 联合创始人艾玛·蒂林教授表示,这项研究为长期存在的问题提供了答案。

“我们基本上重新绘制了蝙蝠家谱,解决了困扰科学家数十年的争论,”她说。

该研究还重建了所有现存蝙蝠祖先的基因组。

它现在为科学家提供了一张基因图谱,展示了哺乳动物谱系如何发展出动力飞行、先进的生物声纳、超长的寿命和不寻常的抗病能力。

蒂林教授说:“经过数十年的研究和相互矛盾的结果,我们现在有了一个框架,可以准确理解蝙蝠的独特性状是如何进化的,这是非同寻常的。我们还拥有基因组来揭示这些惊人适应的分子基础,以及化石蝙蝠落在这棵树上的位置。”

格梅尔教授的研究结果表明,蝙蝠似乎特别不受病毒的影响,这一新框架最终可能为人类对衰老、免疫和抗病能力的研究提供信息。

“其中包括近年来对人类健康造成毁灭性影响的疾病,例如 Covid-19。癌症在蝙蝠中也非常罕见。蝙蝠为我们未来如何保护自己免受这些疾病的侵害提供了一些线索。”

圣安德鲁斯大学 Bat1K 的资深作者兼联合创始人 Sonja Vernes 教授表示,蝙蝠是地球上最不寻常的哺乳动物之一。

蝙蝠在全球分布有 1,500 多种物种,占所有现存哺乳动物的五分之一,通过为植物授粉、传播种子和捕食大量害虫,在维持健康的生态系统方面发挥着关键作用。

“蝙蝠不断地让我们感到惊讶。它们是进化的伟大实验之一。这种非凡的遗传资源是 Bat1K 多年国际合作的结晶,最终让我们能够了解它们令人惊奇的生物学是如何进化的,”她补充道。

喜欢爬行而不是飞行的蝙蝠,从大黄蜂到吸盘足蝙蝠

这项工作代表了有史以来最大规模的蝙蝠基因组和化石研究。创建此数据集需要数十年来从世界各地的蝙蝠收集的样本,其中包括在最偏远地区发现的一些最稀有和最不寻常的蝙蝠家族。

它们包括泰国和缅甸的微小大黄蜂蝙蝠(被广泛认为是地球上最小的哺乳动物)、马达加斯加引人注目的吸盘足蝙蝠(它们的手腕和脚踝上有吸盘,可以用来轻轻地吸附树叶)以及新西兰的短尾蝙蝠。 (pekapeka),用折叠的翅膀作为前腿“行走”穿过森林地面。

Gemmell 教授表示,只有在 Ngati Rangi Ivi 的支持下,小短尾蝙蝠的基因组测序才有可能实现,他允许我们对 25 年前保存在实验室冰箱中的 Rohe 中的死蝙蝠进行测序。

“我很高兴在 Genomics Aotearoa 以及生物经济科学研究所、布拉加托研究所和奥克兰大学同事的支持下,我们可以使用旧模型来生成非凡的高质量染色体水平测序。”

尽管来自新西兰的皮卡皮卡只占研究的一小部分,但大多数注意力都集中在北半球蝙蝠上,这些物种在蝙蝠家族树中占据了重要组成部分。

格梅尔教授说:“这项研究现在建立的遗传蓝图将推动对该物种的进一步研究,从而有助于其未来的保护。”

关于Bat1K:

Bat1K 联盟是一项国际倡议,致力于生成和分析所有活体蝙蝠物种的参考质量基因组组装。这项研究代表了该项目的第一阶段。如需了解更多信息,请访问 www.bat1k.com

发布:

参考基因和化石修正了蝙蝠家族的系统发育和生物地理学。

Ariadna E. Morales、梁妍、William R. Thomas、Evgeny V. Leshkin、Francisco X. Castellanos、Denise M. Larkin、Tom Brown、Bastian Fromm、Suzanne J. Hand、Zixia Huang、Graham M. Hughes、Matt、B. Eugene W. Myers、Martin Pippel、Sebastian J. Peuchmaille、Nancy B. Simmons、Lynelle Ann L. Abug、Nadav Ahituv、Zahran A. AlAbdulsalam、Ine Alvarez van Tussenbrouck、Danieles V. Aparicio、Lina Madd、Lina M. Benda、Mark Blaxter、Alex V. Borisenko、George Brokaw、Nair Cabezon、Lucia Carbone、Jose I. Carvajal、Wharton OY Chan、Paul Davis、Dina KN Dechman、Annette Denzinger、朱迪思·L·伊格、塞思·J·恩斯特罗姆、马尔科、大卫、马尔科、大卫。朱利奥·福门蒂、杰克逊·富勒、伊斯梅尔·加尔万、阿克沙马尔·M·加梅兹、尼尔·J·格梅尔、乔安妮·E·吉勒姆、亚历杭德罗·冈萨雷斯-伊里巴伦、梅琳·A·冈萨雷斯、史蒂文·M·古德曼、乔纳森·格雷、卡罗拉·格雷夫、格雷兹·格雷兹、迈克尔·雷兹、迈克尔·雷兹。 Guttman、Michael Hackenberg、Elena Hilario、Leon Hilgers、Thomas W. Horsley、Melissa R. De Waal、Deirdre M. Zaffarelli、Erich D. Jarvis、Saheeda A. Zomrety、Mirzam Nornschild、Jenna E. Kohles、Kohles、Kohles、Dimitiosnos、Koo、M. Ellis Lauterber、Michael Letko、Harris A. Levin、Shenglin刘、Darrell K. Lizamore、Brian D. Lloyd、Livia Loureiro、M. Cristina MacSweeney G.、Yuri V. Malovichko、Kirsty McCaffrey、Dominic McCaffrey、Dominic Ville、Magiola、Magiola W. Matthew Muffato、Vincent J. Munster、William J. Murphy、Martina Nagy、Nicholas Nesi、Kimberly A. Nevonen、Harris Nicolau、埃文斯·E·恩克鲁玛、撒迦利亚·诺曼、布莱恩·P·奥图尔、莎拉·H·奥尔森、奥马克、艾琳斯、艾琳斯、艾琳斯。 William S. Pearman、Francie J. Perez-Llanos、Kendra L. Phelps、Mirtani Pierre、Sarahjane Power、Maxim Prylutsky、Paola Pulido-Santacruz、Guoying Qi、Bernal Rodríguez-Herrera、Danny Rojas、Kancer、Stephens、Kansi、Jopp。 Tillman Schell、Stephanie N. Seifert、Fernando Simal、Pipot Soisuk、Simone Sommer、Andrew Spalton、Emma L. Stone、Peter H. Sudmant、Sam Talbot、Robert M. Tim、Laura Ulz、Nathan S. Upham、Marek Uwijl、Juz、LFlo Watson、Daniel Whitby、Silke Winkler、York Winter、Laurel R. Yohe、Monica Zavodna、张宁、赵华斌、David A. Ray、Sonja C. Vernes、Liliana M. Davalos、Michael Hiller、Emma C. Teeling

自然

DOI:10.1038/s41586-026-11007-3

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