物理科技生物学-PHYICA

对貂基因组的研究表明,沿海避风港泽亚里沙帮助了美洲的迁徙

生物 2021-11-03 00:02:37

堪萨斯大学 学分:堪萨斯大学 第一批人类是如何迁徙到北美定居的?这是我们这个时代最大的科学难题之一,特别是因为在最后一次冰川最大化(LGM)期间,加拿大、阿拉斯加和太平洋西北部的大部分地区都覆盖了令人生畏的冰川

这些冰川限制了人类在北方无冰区(如贝林吉亚陆桥)和南方无冰区(如美国大陆)之间的活动

现在,堪萨斯大学对美洲松貂和太平洋松貂(类似黄鼠狼的哺乳动物,分布在今天从阿拉斯加到美国西南部)的整个基因组进行的研究,可能会揭示第一批人类是如何在美洲定居的

该研究使用基因组序列数据来确定北美貂的生物地理、殖民和人口历史,并发现太平洋貂的沿海种群可能在LGM期间居住在阿拉斯加和加拿大冰封海岸线沿线的森林保护区

根据发表在《生物地理学杂志》上的研究,这些同样的森林保护区可以为居住在北美的人类移民提供食物、住所和其他资源

“海岸避难所假说”的想法是,在北美西北海岸有一些无冰的陆地,以及生活在这些地区的生物群落,”主要作者乔斯林·科勒拉说,他是堪萨斯大学生态学和进化生物学的助理教授,也是堪萨斯大学生物多样性研究所和自然历史博物馆的哺乳动物助理馆长

“食肉动物,如貂,需要大量资源来维持

它们需要吃东西——尤其是貂被认为是“与森林相关的”,这意味着它们也需要复杂的森林来完成它们的生命周期

这一地区有貂的证据表明,这里可能也有森林,不仅仅是苔原和冰,这与我们以前的想法不同

" 这些沿海太平洋貂居住的森林地带也可以作为人类的避难所,在那里他们可以狩猎、觅食,并在结冰的旅程中找到避难所和补给

“据推测,沿海岸迁徙的人类可能会航海——可能会使用某种类型的船,”科勒拉说

“但是人类也必须吃东西,所以下一个问题是,我们是不是足够好的渔民,可以完全依靠海洋生存,还是有其他资源?看起来在这些地区可能有更多的资源:植物,小型哺乳动物,也许我们甚至吃貂

谁知道呢?" 科勒拉和她的同事首先对貂的整个基因组进行测序,然后用强大的计算机进行分析,以确定不同的物种何时分化(或从共同的祖先分裂出来,成为不同的物种),并推断貂在复杂的西北海岸的历史分布

“你可以比较不同物种的基因组,看看它们的进化史有什么不同,我们在系统发育方面做了很多——系统发育有点像家谱,它显示了不同生物之间的进化关系,”科勒拉说

“太平洋貂似乎有两种不同的谱系——一种是在沿北太平洋海岸的三个岛屿上发现的海岸谱系,另一种是位于美国西南部的大陆谱系,但也存在于太平洋西北部和加利福尼亚山脉

我们发现了沿北太平洋海岸的沿海太平洋貂的悠久历史——我们的日期显示大约有10万年,这意味着它们从上次冰川最大值时期就在那里了,当时冰覆盖了北美的大部分地区

当时,这些貂可能被隔离在远离海岸的无冰地区——或“冰川避难所”——可供陆地动物使用,这意味着也有可供人类沿海岸迁徙的陆地区域

" 柯勒拉说,虽然貂的基因组显示它们在LGM时期居住在这些沿海避难所,但迄今为止化石记录还没有证实这一观点

然而,KU研究人员认为一些化石可能需要重新检查

“科学家们还没有在沿海地区发现这个时期的大量貂化石,”她说

“但是,他们发现的许多化石都是不完整的,有时只有牙齿,仅凭牙齿很难识别物种

有趣的是,沿海的太平洋貂只在那些没有半水生亲戚貂的岛屿上被发现——有可能是沿海的太平洋貂占据了这个位置

事实上,我之前对貂形态学的研究发现,沿海的貂比大陆上的貂要大,所以有些化石可能被鉴定为貂,但实际上是貂

" 虽然沿海的太平洋貂今天没有被归类为一个独特的物种,但柯勒拉相信研究表明它应该是

“这是我们第一次发现沿海的太平洋貂,它和大陆的太平洋貂很不一样,”她说

“问题是我们还没有足够的样本来证明这是一个独特的物种

下一步是比较这两个群体的形态,并增加我们的遗传样本量,这样我们就可以测试太平洋岛屿貂的物种状况

太平洋貂的地理分布非常奇怪——沿海貂群生活在阿拉斯加东南部沿海的几个岛屿上,大陆貂群生活在太平洋西北部和加利福尼亚的森林里,但也生活在新墨西哥州和犹他州的山顶上

阿拉斯加群岛和太平洋西北区很不一样,太平洋西北区和西南区也很不一样

根据它们今天的分布,太平洋貂似乎在历史上更为广泛

令人惊讶的是,当我们开始研究这些动物的基因时,我们知道的却很少

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