据最新一期美国《科学》杂志报道,美国科学家借助基因数据,绘制出了蝙蝠家族的“家谱图”。
蝙蝠是最神秘的动物之一,尽管它有1100多个品种,占地球上哺乳动物的五分之一以上,但由于化石证据稀少,科学家一直难以勾画出它的家族谱系和进化路线。据统计,有关蝙蝠进化的必要的化石证据大约有60%难以找到。
不过,美国国家癌症研究所的研究人员用基因分析手段弥补了化石证据不足的缺陷。他们选取了现存所有蝙蝠种类代表体内的17个基因,对这些基因系统地对比分析,并根据基因的变化,将蝙蝠所在的翼手目划分成2个亚目、4个总科。研究人员认为,这一划分方法比根据解剖学特征来划分更加合理。
研究人员还根据基因特征追溯了现存蝙蝠种类的世系进化路线,结果发现一些相当有趣的结论。比如,现存蝙蝠有两大类,一类是果蝠那样的大型蝙蝠,在飞行中不依靠回声定位;另一类是以捕食昆虫为生的小型蝙蝠,有超声波回声定位的“特异功能”。基因证据表明,大型蝙蝠是从小型蝙蝠进化而来的,而小型蝙蝠起源于5000万年前的始新世早期。
他们指出,由于小型蝙蝠进化的化石证据缺失达一半以上和大型蝙蝠进化的化石证据几乎全部缺失,因此蝙蝠祖先的化石证据迄今还没被发现。但基因证据表明,蝙蝠的祖先很可能既会飞行,又拥有超声波回声定位能力。
美国自然历史博物馆的动物学家南希·希蒙斯在同期《科学》杂志上发表评论指出,根据基因数据绘制蝙蝠“家谱图”,为理解蝙蝠进化确立了新的理论框架。蝙蝠进化的成功,原因是其祖先“在适当的时候出现在适当的地方”,它们既能飞行又能回声定位,在始新世的天空中几乎没有竞争对手。
生活在地球上的哺乳动物的五分之一是蝙蝠,但是由于化石记录的有限以及有关它们起源和分化的理论相互冲突或不完整等原因,人们对这种生物的进化历史还知之甚少。现在,加州大学的一个研究组利用分子生物学和化石信息解释了这个问题的许多方面。这项研究的相关文章公布在2005年1月28日的《科学》杂志上。
这项研究增加了人们对蝙蝠起源、分化时间以及不同的蝙蝠家族如何相互联系等问题的了解。研究也补上了蝙蝠化石记录漏掉的部分。
研究组通过DNA测序分析了来自所有蝙蝠家族的17个核基因的资料。他们的结果支持了认为热带大食果蝙蝠(注:fruit-eating bats,巨蝠)由四个主要的较小且分布更广泛的蝙蝠血统演化而来,这些较小的蝙蝠种类主要吃昆虫、在夜间飞行,即所谓的微蝠(microbats)。这些微蝠(注:以高水平的回声定位而闻名)在大约5200到5000万年前出现,即在现在的北美地区显著变暖的时期。
最新的这项研究填补了这种地球上最多样的哺乳动物(也是唯一能够飞翔的哺乳动物)的进化历史研究的空白。单靠化石记录只能了解蝙蝠进化历史的39%。蝙蝠的一个重要的生态作用是能够作为植物花粉传播者和昆虫的捕食者。
这项研究表明分子信息能够有助于解决和弄清长期存在的进化生物学问题。目前的这些发现是进一步研究的基础。研究人员还希望这些发现将扩展到蝙蝠的分类上。接下来,他们还打算比较蝙蝠化石也其他哺乳动物化石的完整性。