胡家銘展示斑鬣狗化石。研究意外長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者何曉剛 攝

吉林通化大安溶洞古虎化石
（神秘的從斑地球uux.cn報(bào)道）據(jù)長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)（記者 汪洋 通訊員 陳華文）：在距今4.35萬(wàn)年以前的中國(guó)東北，當(dāng)時(shí)的鬣狗森林之王除了東北虎的祖先，還有不為人所知的化石虎支另一遺傳支系——大安虎。在漫長(zhǎng)的現(xiàn)新系生物演化過(guò)程中，大安虎數(shù)量逐漸減少，大安虎以至徹底滅絕。研究意外
近日，從斑中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員意外從斑鬣狗化石中發(fā)現(xiàn)了“大安虎”這一新的鬣狗老虎支系，這也是化石虎支第一次在遺傳學(xué)上定義這一支系。
大安虎是現(xiàn)新系如何發(fā)現(xiàn)的？是什么導(dǎo)致了大安虎的最終滅絕？目前的科研手段能復(fù)原出大安虎的外形嗎？近日，長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)記者探訪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。大安虎研究人員揭密了有關(guān)大安虎的研究意外神秘面紗。
研究斑鬣狗化石，從斑意外發(fā)現(xiàn)大安虎
胡家銘是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）古DNA組賴旭龍教授指導(dǎo)的博士生，近幾年在導(dǎo)師的指導(dǎo)下從事斑鬣狗的研究。他告訴記者，在遠(yuǎn)古時(shí)期，斑鬣狗曾廣泛分布于亞歐大陸和非洲，到了距今約兩萬(wàn)年左右，亞歐大陸上的斑鬣狗徹底滅絕了，而非洲的斑鬣狗一直延續(xù)至今。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）盛桂蓮教授申報(bào)了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，通過(guò)古基因組解析研究中國(guó)更新世斑鬣狗屬動(dòng)物的演化歷史，胡家銘是該項(xiàng)目研究人員。
2003年，吉林大學(xué)考古團(tuán)隊(duì)在吉林省通化市大安鎮(zhèn)的一處溶洞中發(fā)掘出大量古生物化石，包括牛、羊、馬、兔等，也有一些斑鬣狗化石，這些化石形成于不同的歷史時(shí)期。
依托于盛桂蓮教授的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）古DNA研究團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)一直保持著良好的合作關(guān)系。2019年，古DNA研究團(tuán)隊(duì)的部分成員前往吉林大學(xué)，用專業(yè)的切割工具切取了一塊殘缺的下頜骨末端一小塊骨骼化石樣本，大約2克左右，帶回武漢進(jìn)行研究。
“切取了這一小塊樣本，我們當(dāng)時(shí)把它歸類于斑鬣狗樣本之一。” 胡家銘說(shuō)，回來(lái)以后，他們對(duì)化石中殘存的DNA進(jìn)行提取分析，將DNA序列與斑鬣狗DNA序列進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)兩者之間匹配度較低，“這肯定不是斑鬣狗”。進(jìn)一步比對(duì)發(fā)現(xiàn)，這塊下頜骨的DNA序列與老虎的DNA序列匹配度最高。
“不過(guò)，其DNA序列又與現(xiàn)生的幾種老虎不完全相同，屬于此前從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的新的遺傳支系。” 胡家銘說(shuō)，這是一次意外的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@塊下頜骨化石是在大安鎮(zhèn)出土的，所以研究人員給它命名為“大安虎”。
并不是所有的化石里都包含古DNA
按鍵輸入密碼，“嘀”的一聲，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室古DNA潔凈室第一道門開啟。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室過(guò)渡區(qū)，在胡家銘的示范下，記者換上實(shí)驗(yàn)室拖鞋，穿上連體的實(shí)驗(yàn)防護(hù)服，戴上口罩、PE手套，從頭到腳“全副武裝”。
確認(rèn)記者穿戴符合實(shí)驗(yàn)室防污染規(guī)范后，胡家銘打開第二道門，帶記者依次進(jìn)入提取室和建庫(kù)室，“古生物化石的DNA提取和建庫(kù)就是在這里進(jìn)行的。” 胡家銘說(shuō)。
從吉林大學(xué)帶回的那2克下頜骨化石樣本，研究人員小心翼翼地從中分離出約200毫克的微量樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。先碾磨成粉，用試劑清洗，去除前期埋藏及發(fā)掘過(guò)程中附著的細(xì)菌及人類DNA，把這些潛在外源污染降解之后，再加入一些化學(xué)試劑，讓粉末內(nèi)部的DNA釋放出來(lái)。這樣，提取出來(lái)的就主要是來(lái)自樣品本身的內(nèi)源DNA了。
研究人員將提取出來(lái)的DNA進(jìn)行建庫(kù)，再把它放到測(cè)序儀上，反饋出這些DNA的序列信息。
“經(jīng)歷漫長(zhǎng)的時(shí)光侵蝕，古生物的DNA支離破碎，結(jié)構(gòu)不再完整，就如同一大塊殘破不全的畫布一樣。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人盛桂蓮教授介紹，古DNA的提取就是把這些碎片化的基因片段找出來(lái)，建庫(kù)之后，再借助能識(shí)別它們的化學(xué)試劑，測(cè)出這些DNA的序列。
“并不是所有的化石里都包含著古DNA。”盛桂蓮教授介紹，DNA分子降解需要時(shí)間，目前最古老的、可信的古DNA來(lái)自165萬(wàn)年前凍土中保存的猛犸象。也并非時(shí)間短一些的化石里就一定能保留下古DNA，如果是酸性土壤、高溫、潮濕的環(huán)境，DNA分子的降解速度就會(huì)大大加快。
研究人員將這塊下頜骨的DNA序列與斑鬣狗的DNA序列進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)它們的匹配度較低，在進(jìn)化樹上，它們屬于兩個(gè)不同的分支。進(jìn)一步比對(duì)發(fā)現(xiàn)，這塊下頜骨的DNA序列與老虎的DNA序列匹配度最高，但又不同于任何現(xiàn)生的老虎，屬于此前未知的遺傳支系。
把大安虎完全“畫”出來(lái)還需要更多樣本
從演化樹的親緣關(guān)系看，大安虎和東北虎只能算是26萬(wàn)年前的“遠(yuǎn)房親戚”。盛桂蓮教授介紹，大安虎所代表的遺傳支系與現(xiàn)生老虎的祖先，在約26萬(wàn)年前已分道揚(yáng)鑣。現(xiàn)生老虎的祖先在各地輻射分化，形成不同的地理亞種，如東北虎、蘇門答臘虎、孟加拉虎（印度虎）、爪哇虎等，而大安虎代表的遺傳支系卻走上了滅絕之路。
通過(guò)碳-14測(cè)年，大安虎生存的時(shí)期大概是在4.35萬(wàn)年至10萬(wàn)年之間。這一時(shí)期屬于地球第四紀(jì)冰期的末期，亞歐大陸氣溫較低，尤其是我國(guó)的東北地區(qū)，氣溫要比現(xiàn)在低一些。
“那個(gè)時(shí)期的人類活動(dòng)還非常少，不大可能對(duì)大安虎的生存產(chǎn)生很大影響，大安虎最終滅絕，很可能是受氣候變化的影響。” 盛桂蓮分析，隨著氣溫降低，一些植物適應(yīng)不了環(huán)境的變化而死亡，導(dǎo)致以此為食的食草動(dòng)物大量減少，進(jìn)而使得處于食物鏈頂端的大安虎走向滅絕。
大安虎的外形能復(fù)原出來(lái)嗎？胡家銘博士告訴記者，如果能找到這只老虎的完整骨架，就基本能復(fù)原它的外形了。根據(jù)骨骼學(xué)來(lái)復(fù)原古生物的外形是最科學(xué)可靠的辦法。
“目前大安虎的骨骼還只有一小塊，僅憑借這一小塊下頜骨還不能復(fù)原出它的體型和外觀。”胡家銘說(shuō)，分子生物學(xué)研究使得滅絕的老虎支系重見天日，但若要更深入地解析大安虎，搞清楚大安虎與現(xiàn)生老虎是否存在基因交流，還需要找到更多的樣本，通過(guò)研究掌握更多的基因數(shù)據(jù)，一層層揭開大安虎的神秘面紗。
這支古DNA團(tuán)隊(duì)曾測(cè)定首例古代大熊貓全基因組
26萬(wàn)年前的遠(yuǎn)古時(shí)期，地球上的老虎演化出包括大安虎在內(nèi)的多個(gè)譜系，如今，地球上的老虎只剩下一個(gè)譜系了；2萬(wàn)年以前，斑鬣狗在亞歐大陸和非洲大陸上縱橫馳騁，后來(lái)，亞歐大陸的斑鬣狗徹底滅絕；象科動(dòng)物中的猛犸象，貓科里的劍齒虎，也在漫長(zhǎng)的生物演化中消失殆盡……
“如果不做古基因組的研究和解析，就不會(huì)知道動(dòng)物演化過(guò)程中的這些秘密，更無(wú)法揭示出第四紀(jì)晚期大型哺乳動(dòng)物絕滅背后的原因。”盛桂蓮教授說(shuō)。
根據(jù)同樣的研究方法，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）古DNA研究團(tuán)隊(duì)于2019年測(cè)定了首例古代大熊貓全基因組，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與現(xiàn)生大熊貓不同、現(xiàn)已滅絕的大熊貓遺傳譜系。
盛桂蓮介紹，現(xiàn)生大熊貓有三個(gè)不同地理種群，分別是秦嶺種群、岷山種群、邛崍-大相嶺-小相嶺-涼山種群。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的全新世大熊貓與現(xiàn)生大熊貓祖先的分離時(shí)間早于現(xiàn)生大熊貓的三個(gè)種群的形成時(shí)間，且與現(xiàn)生大熊貓的祖先種群存在基因交流，該滅絕譜系的部分基因還幸存于現(xiàn)生大熊貓基因庫(kù)中。
盛桂蓮介紹，遠(yuǎn)古時(shí)期大熊貓的棲息地廣泛，中國(guó)從南到北都有分布，越南、老撾等國(guó)家也有大熊貓，而現(xiàn)在的野生大熊貓只存在于秦嶺的山區(qū)里面。古DNA能解析棲息地大量縮減對(duì)大熊貓遺傳多樣性產(chǎn)生了怎樣的影響。
“物種的遺傳多樣性是影響其演化存亡的一個(gè)關(guān)鍵因素。以古至今，對(duì)古生物基因組的研究可為生物多樣性保護(hù)提供很好的證據(jù)。”盛桂蓮舉例說(shuō)，在云南發(fā)現(xiàn)的古代大熊貓，其基因已經(jīng)滲透到了現(xiàn)生大熊貓的基因中。研究其滲透入哪個(gè)種群最多，在保護(hù)大熊貓種群的過(guò)程中就可以有所側(cè)重。這一過(guò)程非常重要，如果不進(jìn)行研究，就沒有辦法科學(xué)地進(jìn)行生物多樣性保護(hù)，從而導(dǎo)致這一物種的基因成分越來(lái)越單一。
盛桂蓮介紹，地球上很多的生物資源，其潛在的價(jià)值目前還沒有探明，只有把野生動(dòng)植物資源很好地保護(hù)下來(lái)，未來(lái)才有可能發(fā)揮它的價(jià)值。比如一些疾病的治療，其藥物最開始就來(lái)自于一些動(dòng)植物資源，如果還沒探明就滅絕了，將非常可惜。另外，人與動(dòng)植物共同生存于這個(gè)地球，只有進(jìn)行生物多樣性保護(hù)，才能實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共處。（原標(biāo)題：地大學(xué)者意外從斑鬣狗化石中發(fā)現(xiàn)古老虎DNA）
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)（記者 程墨 通訊員 陳華文）：近日，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授賴旭龍領(lǐng)導(dǎo)的古DNA團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)、丹麥哥本哈根大學(xué)合作完成的“古基因組研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)北方一支已滅絕且深度分化的老虎支系”研究成果，在學(xué)術(shù)期刊《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊B輯：生物科學(xué)》上發(fā)表。這是世界首例古虎基因組研究成果。
2003年，吉林大學(xué)考古團(tuán)隊(duì)在吉林省通化市大安鎮(zhèn)的一處溶洞中，發(fā)掘出大量古生物化石，并將其中部分斑鬣狗化石提供給中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）古DNA研究團(tuán)隊(duì)開展合作研究。通過(guò)對(duì)化石中殘存DNA的分析鑒定，研究人員意外發(fā)現(xiàn)其中一塊殘破的下頜骨（標(biāo)本編號(hào)：CADG482）并非斑鬣狗，而是屬于老虎（以下簡(jiǎn)稱“大安虎”），其年代已經(jīng)超過(guò)了43500年。
在生物學(xué)分類上，老虎屬于貓科、豹屬、虎種，是大型貓科動(dòng)物中的“明星”，其演化歷史、生存狀態(tài)均受到社會(huì)和學(xué)界的廣泛關(guān)注。當(dāng)前的老虎主要包括六個(gè)地理亞種：西伯利亞虎（東北虎）、華南虎、印支虎、孟加拉虎（印度虎）、馬來(lái)虎、蘇門答臘虎。已有研究認(rèn)為，它們均分化自一個(gè)距今約11萬(wàn)年的祖先種群。
為探究大安虎與現(xiàn)生老虎各地理亞種的親緣關(guān)系，研究人員加大了對(duì)大安虎下頜骨化石的古DNA提取及二代測(cè)序文庫(kù)構(gòu)建等工作，從24個(gè)測(cè)序文庫(kù)中，組裝得到大安虎近完整的線粒體基因組及部分核基因組信息。基于大安虎和所有現(xiàn)生老虎遺傳成分對(duì)比分析及系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)大安虎不同于任何現(xiàn)生老虎，屬于此前未知且現(xiàn)已滅絕的遺傳支系，它所代表的遺傳支系與現(xiàn)生老虎的祖先，在約26萬(wàn)年前就已分道揚(yáng)鑣。與現(xiàn)生老虎的祖先隨后在各地輻射分化形成不同地理亞種不同，大安虎代表的遺傳支系，隨后走上了絕滅之路。
對(duì)于現(xiàn)生老虎的研究，只能揭示它們直系祖先的演化歷史。大安虎基因組的測(cè)定和解析，表明在老虎的演化歷程中，有部分遺傳支系丟失了，所有現(xiàn)代老虎只是其中一個(gè)支系的后代。迄今為止，最古老的老虎化石發(fā)現(xiàn)于我國(guó)甘肅距今超過(guò)200萬(wàn)年的早更新世，其它中、晚更新世的虎化石也遍及東亞。研究人員表示：“在得到古DNA數(shù)據(jù)之前，消失的老虎支系的遺傳信息，一直被塵封在破碎的、易被誤讀的化石中，古基因組研究使得絕滅的老虎支系重見天日，為系統(tǒng)全面地探究老虎的演化歷史提供了必要的、不可替代的分子依據(jù)。”

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