重大突破！我國科學家厘清鳥類親緣關係

4月2日，以我國科學家為主導的“萬種鳥類基因組計劃”發佈了第二階段的研究成果，研究團隊基於計劃第一階段所構建的現生鳥類基因組圖譜，重建了現生鳥類演化的生命之樹。該研究厘清了現生鳥類各類群之間的關係，提出了新的分類方案，解決了鳥類類群關係長達一個多世紀的爭議，為正確理解鳥類物種演化及複雜性狀演化奠定了堅實基礎。相關內容已發表在《自然》雜誌。

新鳥小綱是當今鳥類主體

現生的鳥類有超過1萬種，在生物分類學上屬於鳥綱中的新鳥亞綱，大致可以分為古顎類和今顎類兩個主要類群。

其中，古顎類裏包含了大量無法飛行的鳥類，如非洲的鴕鳥、澳洲的鴯鹋和紐西蘭的鷸鴕等等。今顎類則又分為雞雁小綱與新鳥小綱兩大分支，前者包括了我們熟悉的雞、鴨和雁等，而後者則是當今鳥類的主體，包括了95%的現生鳥類。

“新鳥小綱在歷史上曾經經歷了快速的物種大爆發，在不到1000萬年裏分化出大量的新的鳥類類群，基本奠定了當下全球鳥類物種多樣性的格局。”論文通訊作者、浙江大學生命演化研究中心教授張國捷告訴記者，但是由於分化時間很短，為我們梳理各種鳥類的演化地位，以及不同類群之間關係帶來了極大挑戰，導致對現生鳥類的分類在“目”和“科”級別上極其混亂，缺乏統一的認識。

論文共同作者、浙江大學生命演化研究中心的馮少鴻研究員進一步解釋，快速的輻射性演化是祖先物種在較短時間內爆發出多個物種類群的過程。然而在這個過程中，存在著基因不完全譜係分流、分化後跨物種雜交等現象，會使類群間的親緣難以判定。

元素鳥類成為全新類群

生命之樹是理解物種演化的關鍵，是理解複雜性狀多樣化、生物多樣性的重要基石。

在過去100多年裏，鳥類系統分類學的研究人員通過不同數據類型，例如，形態學數據、線粒體數據、少量蛋白質編碼基因序列數據和鳥類物種基因組數據等等，對新鳥小綱主要類群之間的系統發育關係，提出了各種各樣的觀點，也産生了許多爭議。這也使得新鳥小綱內部的演化關係，成為鳥類系統發育尚未厘清的重要問題之一。

本次研究以更為合理的全基因組範圍篩選的基因間區比對序列數據集，重新構建了現生鳥類的系統發育樹，提供了一套新的鳥類分類劃分方案。

新的鳥類生命之樹將新鳥小綱劃分為四大分支。第一個分支是以火烈鳥與䴙䴘（pìtī）為代表的奇跡鳥類。第二大分支是包含了鴿、鴇與杜鵑的鴿鴇類。第三大分支是囊括了南鳥類和非洲禽類的陸鳥類，前者包括雀鳥、鸚鵡、叫鶴和隼等，後者包括海雕、鷹、美洲鷹，以及鴟鸮（chīxiāo）和啄木鳥等。

第四大分支是元素鳥類，也是這次研究提出的全新類群，這個命名源自拉丁語中的“elementum”（元素）和“aves”（鳥）。它既包括了主要在水域活動的企鵝、潛鳥、信天翁等鷺形類、鶴形類鳥類，也包括了主要在陸地活動的麝雉等，還有更擅長在天空活動的夜鷹和雨燕等夜鷹目鳥類。由於對應水、土和氣三種古典元素，因此得名。

“我們的研究校正了前人研究的認識誤區，對之前認為的演化關係進行了較大幅度的調整。”論文共同作者、中國科學院大學的博士研究生陳光霽補充説，過去的研究將這幾類鳥類分散在不同的演化分支裏，但此次研究結果表明它們其實來自一個單係群，也就是由相同的祖先分化而來。

確定鳥類輻射性演化時間

早期新鳥類經歷的快速輻射性演化事件誕生了現生鳥類數十個主要類群，但輻射性演化發生時間卻一直備受爭論。之前的分子生物學研究可以推定這一事件發生在白堊紀末期那次大滅絕事件附近，但不能判定是在大滅絕之前還是之後。

“大規模倖存”假説認為，新鳥類群的輻射性演化發生這一大滅絕事件之前，也就是新鳥類先發生了快速輻射演化，然後多個新鳥類類群在希克蘇魯伯隕石撞擊引起的全球變化中倖存下來。

而另一種“大爆炸”假説則認為，新鳥類群的快速分化是發生在大滅絕事件之後，也就是得益於大滅絕事件空置出來的生態位，早期的新鳥類發生了快速的輻射適應演化。現有的化石證據更加支援後一種觀點。

“新構建的鳥類系統發育時間樹，支援大量的新鳥類群是在白堊紀—古近紀界線後發生快速輻射性演化的觀點。”馮少鴻介紹説，我們還發現在大滅絕事件後，早期新鳥類的有效種群大小發生了急劇擴張，鹼基替換率和相對腦容量急劇上升，而體重急劇降低等一系列變化。這也支援了新鳥類的多樣化是適應新興生態位而發生快速輻射性演化的假説。

“此外，我們還定位了鳥類的另一個輻射性演化事件。這一輻射演化事件發生在距今大約2240萬年的古近紀-新近紀界線之後，導致了雀形目鳥類演化出了超過6000個物種，使得雀形目成為現代鳥類的第一大類群。”馮少鴻如是説。

（記者 胡利娟 文中圖片均由受訪者提供）