吉林大學與西北農林科技大學團隊古DNA研究為馬屬動物演化歷史提供重要證據

2022年07月04日06:02:05 科學 1995

吉林大學考古學院蔡大偉教授團隊與西北農林科技大學動物科技學院姜雨教授團隊在馬屬動物古DNA研究領域取得重要進展。在國際上首次成功獲得了已滅絕馬屬動物E.(Sussemionus) ovodovi(奧氏馬)的高質量全基因組數據(測序深度13.4X),重建了馬屬動物的演化歷史,發現奧氏馬屬於馬屬動物除馬、斑馬和驢三個亞屬之外的第四個亞屬,並且在中國青銅時代仍依然存在,更新了我們關於中國早期野馬的認識,為中國家馬的起源與馴化研究提供了重要線索。相關研究成果以「Radiocarbon and genomic evidence for the survival of Equus Sussemionus until the late Holocene」為題於5月28日正式發表在國際頂級綜合性期刊《eLife》雜誌上。

中國家馬起源與馴化研究一直是國際學術界關注的前沿和熱點科學問題。考古學證據表明,早在龍山時期,考古遺址中就開始有零星的馬骨發現,但該時期馬在中國是否被馴化在學術上一直存在爭議。蔡大偉團隊對中國北方龍山至青銅時代(距今3500年以來)三個考古遺址(黑龍江洪河遺址、陝西木柱柱樑遺址以及寧夏沙塘北塬遺址)出土的26例古代馬進行了全基因組分析,證實這些古代馬屬於已滅絕的馬屬動物E. (Sussemionus) ovodovi,從而否定了之前認為的奧氏馬滅絕於晚更新世末期-全新世之交(約1.2萬年前)的論斷,將奧氏馬的滅絕時間向後推了近8500年。

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圖1. 樣本採集地點(紅色)

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圖2. 部分樣本採集照片

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圖3. 奧氏馬的系統發育地位

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圖4. 奧氏馬的進化史

奧氏馬化石在北美、非洲、西南西伯利亞以及中國東北均有發現,儘管存在豐富的材料,但對奧氏馬的相關研究仍存在較大空白,多個問題始終沒有得到解決:1)它們是如何演化的?2)與家馬、驢和斑馬之間是否有過混血?3)它們又是何時滅絕的?該研究顯示奧氏馬與家馬的關係較遠,是驢和斑馬的近親,相互間存在較多的基因流。研究進一步對奧氏馬的史前群體規模進行了評估,顯示奧氏馬在距今七萬四千年左右達到群體規模峰值,之後伴隨幾次重大的氣候變化(特別是末次盛冰期)和人類在歐亞大陸的大規模擴張,奧氏馬群體數量在人類的捕食下持續下降,並在距今一萬三千年前趨於穩定。研究首次證實奧氏馬在青銅時代仍然倖存,但並沒有經歷過任何馴化,相對較低的基因雜合度表明奧氏馬在青銅時期種群數量已經相當有限,可視為其滅絕的前兆。此外,由於該馬種形態較小,介於馬和驢之間,形態上極易被鑒定為驢,該研究為動物考古學家提供了新的線索,有必要對早期馬骨的形態學研究進行重新審視。該研究為探索全新世以來其他大型動物的演化歷史提供了重要參考。

吉林大學考古學院蔡大偉教授、朱司祺博士,西北農林科技大學動科學院博士生龔冕為文章共同第一作者,蔡大偉教授、法國圖盧茲大學Ludovic Orlando教授、姜雨教授為共同通訊作者。黑龍江省文物考古研究所、陝西省考古研究院、寧夏回族自治區文物考古研究所、蘭州大學為項目合作單位。吉林大學為該研究成果的第一完成單位。該研究得到了國家社科基金重大項目(17ZDA221)、國家自然科學基金(31822052) 等項目的資助。


吉林日報社出品

策劃:姜忠孝

編輯:於悅

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