有助更好了解鸟类多样化进程

 

 

 

 

更好的家谱可以帮助研究人员更好地了解蕉鹃。图片来源：Daniel J. Field

 

鸟类爱好者以及进化生物学家可以期待一种新的、经过改进的鸟类家族树在4年内完成，而这要归功于上周在亚利桑那州图森市举行的美国鸟类学会议上正式启动的“开放之翼”项目。

 

这一耗资142万美元的项目将第一次涉及来自10500多种已知鸟类物种的脱氧核糖核酸（DNA）数据，进而确定它们是如何相互关联的。然而这并不是最终的结果——如果能够筹集到足够的资金，另一个相关项目将会对每一种鸟类的完整基因组展开测序。

 

哈佛大学进化生物学家Scott Edwards说，“开放之翼”项目“对于我们现在拥有的一切而言是一个巨大进步”。但是，“最终，‘开放之翼’项目将成为有关整个基因组的参天大树的垫脚石”。

 

2014年，生物学家根据大约40个鸟类物种的全基因组序列发布了一株家族树。2015年，另一个研究小组在比较了数百种鸟类基因组的一个子集后，发表了一篇不同的研究论文。这些种系发生研究成果帮助研究人员着眼于特定鸟类特征的进化历史或鸟类的总体情况。但是一些专门研究家族树的研究人员对此并不满意。

 

“目前对大型种系发生系统的需求以及高影响因子期刊对它们的高度重视可能会带来捷径，在这种情况下，大规模的种系发生树是由不同的现有来源，甚至是分类学拼凑而成的，但是很多物种的位置往往都没有确凿的数据。”哈佛大学进化生物学家Gustavo Bravo和他的同事在1月30日出版的PeerJ杂志上这样写道。“问题是你会在多大程度上做出妥协。”Edwards补充道。

 

因此，尽管参与2014年鸟类家族树研究的一些领军者发起了B10K项目（该项目旨在最终对所有10560种鸟类的全基因组进行测序，并由此建造一个“大树”），仍有一些鸟类研究人员决定不再等待。

 

在纽约市美国自然历史博物馆Brian Smith和路易斯安那州立大学巴吞日分校Brant Faircloth的带领下，研究人员采用了一种更经济、更快捷的方式来进行“开放之翼”项目。

 

这一由美国国家科学基金会资助的项目将尽可能多地利用大量的博物馆藏品，而不是新捕获的鸟类样本，该项目同时将对大约5000个短片段的DNA进行测序，重点关注所有鸟类中高度保守的区域。该研究团队计划在持续的基础上发布数据，而不是等待该项目的论文最终发表，这样其他研究人员也可以利用这些数据。

 

“开放之翼”项目将使“我们更好地了解鸟类多样化的过程，并有可能给我们提供在理解脊椎动物多样化方面所需要的信息”。Faircloth说。

 

但这棵树会有多好用呢？纽约市洛克菲勒大学神经基因组学专家、B10K项目负责人Erich Jarvis说：“我不认为‘开放之翼’项目能够很好地实现他们生成一棵精确家族树的目标。”在2014年的研究中，Jarvis及其同事比较了从保守的DNA区域中构建的家族树——“开放之翼”项目也会检查那些从全基因组比较中产生的家族树，并发现之前研究不准确的地方。

 

Jarvis认为，整个基因组不仅能提供更多的数据构建家族树，而且还能让科学家研究调控序列、转座因子和基因组其他方面的进化，而这些并没有被“开放之翼”项目测序所覆盖。他指出，一旦摸清一个基因组，就再也不需要对该物种的DNA进行测序了。

 

Jarvis担心，“开放之翼”项目会降低人们的热情，并减缓对B10K项目的支持，而对于像后者这样高质量的所谓“参考基因组”来说，这可能要花费1.5亿美元，而其到现在也没有得到充分的资金支持。此外，Jarvis对稀有样本的使用也表示担心。有些鸟类，比如栖息在婆罗洲的特有物种便很难找到和收集，而且这两个项目有可能最终会从收集的少数样本中争夺DNA。

 

然而Edwards并不认为这是一个大问题，他说B10K项目需要更好的DNA，而不是从“开放之翼”项目使用的博物馆标本中提取的DNA。Faircloth希望他的团队不会使用B10K项目中使用的任何样本，因为来自同一物种的多个个体的DNA序列才是有用的。

 

在中国测序巨头BGI的帮助下，B10K项目已经在一定程度上对300多种能够代表每个科和亚科的鸟类基因组进行了测序。但是Jarvis指出，该项目需要更多的支持才能走得更远。他补充说：“我不希望给人留下这样的印象：一旦‘开放之翼’项目完成，我们便完成了对鸟类DNA的研究。”