從恐龍演化而來(lái)的鳥(niǎo)類(lèi)，如何分化出諸多形態(tài)？

4月2日，浙江大學(xué)生命演化研究中心張國(guó)捷教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者，在國(guó)際期刊《自然》發(fā)表了最新研究成果。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)對(duì)介于不同“目”和“科”之間的鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)關(guān)系進(jìn)行了研究，提出一套新的鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)方案。新方案完善了鳥(niǎo)類(lèi)物種“生命之樹(shù)”，為鳥(niǎo)類(lèi)物種分析研究提供了重要基礎(chǔ)。

界、門(mén)、綱、目、科、屬、種，是傳統(tǒng)的生物學(xué)分類(lèi)層級(jí)。鳥(niǎo)綱為脊椎動(dòng)物亞門(mén)的一綱。自達(dá)爾文提出共同祖先理論和自然選擇學(xué)說(shuō)以來(lái)，博物學(xué)家們就試圖對(duì)全世界各種鳥(niǎo)類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)。盡管科研人員通過(guò)DNA分子數(shù)據(jù)解決了許多生物類(lèi)群的分類(lèi)難題，但鳥(niǎo)類(lèi)的世界紛繁復(fù)雜，演化面紗依然難以被揭開(kāi)。

多年前，張國(guó)捷聯(lián)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者發(fā)起了萬(wàn)種鳥(niǎo)類(lèi)基因組計(jì)劃（B10K），旨在組織收集全球現(xiàn)生10000多種鳥(niǎo)類(lèi)的基因組及形態(tài)信息，構(gòu)建起鳥(niǎo)類(lèi)物種的“生命之樹(shù)”。迄今，該計(jì)劃已完成“目”“科”級(jí)別的攻關(guān)。基于“科”級(jí)別階段收集的基因組數(shù)據(jù)，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)構(gòu)建起覆蓋全球92%現(xiàn)生鳥(niǎo)科、218個(gè)科類(lèi)群的“生命之樹(shù)”。

此次研究為萬(wàn)種鳥(niǎo)類(lèi)基因組計(jì)劃第二階段重要成果。張國(guó)捷團(tuán)隊(duì)與合作者以基因間區(qū)比對(duì)序列數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，將6000多萬(wàn)年前鳥(niǎo)類(lèi)大爆發(fā)后輻射性演化產(chǎn)生的新鳥(niǎo)小綱，劃分為四大類(lèi)：以火烈鳥(niǎo)為代表的奇跡鳥(niǎo)類(lèi)，包含了鴿子與杜鵑的鴿鴇類(lèi)，囊括了麻雀、鸚鵡、鷹的陸鳥(niǎo)類(lèi)，以及一個(gè)被稱為元素鳥(niǎo)類(lèi)的分類(lèi)。

其中，元素鳥(niǎo)類(lèi)是張國(guó)捷團(tuán)隊(duì)提出的新類(lèi)群概念，是一個(gè)介于“綱”和“目”之間的大類(lèi)群，包含了10個(gè)“目”。元素鳥(niǎo)類(lèi)有主要在水域活動(dòng)的海鷗、丹頂鶴等鶴形類(lèi)鳥(niǎo)類(lèi)與企鵝、信天翁等鷺形類(lèi)鳥(niǎo)類(lèi)，主要在陸地活動(dòng)的圭亞那國(guó)寶麝雉等鳥(niǎo)類(lèi)，天空活動(dòng)的夜鷹和雨燕等夜鷹目鳥(niǎo)類(lèi)。

研究顯示，95%的現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)都屬于新鳥(niǎo)類(lèi)，它們共同的祖先在歷史上經(jīng)歷了一次物種大規(guī)模爆發(fā)，即在不到1000萬(wàn)年的極短時(shí)間內(nèi)，快速演化出了大量新物種。這一輻射性演化事件發(fā)生在物種大滅絕之前還是之后，科學(xué)界一直存在著“大規(guī)模幸存”與“大爆炸”兩種不同的假說(shuō)。

“大規(guī)模幸存”假說(shuō)認(rèn)為，在物種大滅絕事件發(fā)生之前，新鳥(niǎo)類(lèi)已經(jīng)發(fā)生了快速輻射演化，并在后來(lái)劇烈的全球變化中幸存下來(lái)；“大爆炸”假說(shuō)則認(rèn)為，其快速分化發(fā)生在大滅絕事件之后，早期的新鳥(niǎo)類(lèi)擴(kuò)散到滅絕事件空出的新生態(tài)位，繼而發(fā)生了快速的輻射適應(yīng)演化。

化石證據(jù)更加支持“大爆炸”假說(shuō)，但是早先開(kāi)展的小范圍基因分類(lèi)相關(guān)研究卻支持“大規(guī)模幸存”假說(shuō)。張國(guó)捷團(tuán)隊(duì)基于本次研究，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)演化歷史進(jìn)行了更精確的時(shí)間斷代，為“大爆炸”假說(shuō)提供了強(qiáng)有力的支持。

此外，該研究還發(fā)現(xiàn)，新鳥(niǎo)類(lèi)在輻射演化過(guò)程中，相對(duì)于祖先類(lèi)群，出現(xiàn)了腦容量急劇上升、體重急劇降低等一系列變化。這體現(xiàn)出新鳥(niǎo)類(lèi)在恐龍大滅絕后，適應(yīng)并擁有了更多生存空間。

“新的分類(lèi)系統(tǒng)獲得了大部分基因組信息的支持，更客觀地反映了一億多年來(lái)鳥(niǎo)類(lèi)的分化歷程，極大地改變了教科書(shū)里對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)類(lèi)群的分類(lèi)和關(guān)系論述，并將調(diào)整博物館對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的分類(lèi)整理。”張國(guó)捷說(shuō)，此次研究為進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)生所有鳥(niǎo)類(lèi)開(kāi)展分類(lèi)提供了更為可信的框架體系，揭示了整個(gè)鳥(niǎo)綱的類(lèi)群演變歷史，將為鳥(niǎo)類(lèi)起源和演化規(guī)律的研究開(kāi)啟新征程。（洪恒飛 柯溢能 記者 江 耘）