为恐龙后裔绘制生命之树,万种鸟基因组计

地球上现存有约一万种鸟类，它们是四足类脊椎动物中物种最丰富的类群。作为恐龙的现存后裔，起源于1.5亿年前的鸟类，在约万年前发生的大灭绝事件前后，经历了物种大爆发，奠定了现在全球鸟类多样性的基础。

由于具有众多特殊的性状和生理功能，如飞行、生物导航、超级远视、高效代谢等，鸟类体内蕴藏着重要的生物基因资源。为探索现代鸟类的起源、演化历程、物种性状多样性的形成及维持机制，由中国科学家牵头、20多个国家和地区的科研人员组成的国际研究团队，于年启动了“万种鸟基因组计划”（B10K）。

七年来，该计划已累计完成了多种鸟类组学数据和表型数据的数字化工作，从中发现了大量有趣的鸟类演化故事，曾经神秘莫测的鸟类进化史正逐步揭开。

▲B10K构建的鸟类系统树（JonFjelds?绘）

鸟类是陆生脊椎动物中最特殊的一类，它广泛分布于我们这颗星球上的大多数陆地和浅层水生生物群系中，现存约有1.05万种。

鸟类研究对人类社会的基础科学研究和生物安全有着重要意义。近十余年来，随着基因组测序技术的快速发展，以及由此带来的动物基因组认知的极速增长，科学家开始对鸟类基因组进行系统收集与研究。

这些研究不仅可贡献大量公共基因组资源，使整个研究界和人类社会受益，还将解决演化生物学、生态学和生物多样性中的许多基本问题。未来，这些发现还将使更多学科受益。

解读万余种鸟类基因组

回答物种起源重大科学问题

早在19世纪，一个封闭小岛上多种多样的加拉帕戈斯雀，就对英国博物学家达尔文思考“物种起源”产生了巨大影响。从那时起，鸟类研究产生了许多开创性的发现，对生物学的发展起到了重要推动作用，物种演化学、生物地理学、动物行为学等诸多新学科的创立均离不开对鸟类的研究。同时，鸟类也被广泛用作遗传学、神经生物学、发育和动物保护研究的模型。

年，现任浙江大学生命演化研究中心求是讲席教授的张国捷刚获得中科院昆明动物研究所遗传学博士学位，就启动了对现生鸟类36个重要代表分支进行基因组解读的工作——这是首次对一大类群的物种进行大规模的全基因组演化历程分析，《科学》杂志主编称这是生物多样性研究历史上具有里程碑意义的工作。

通过这项研究，团队开创了利用全基因组数据构建生命之树的金标准，绘制了有史以来最具可信度的鸟类演化树，重新确定了许多曾在历史上具有极大争议的鸟类的演化地位。

在研究中，科学家获得了许多有趣的发现。比如，与其它脊椎动物相比，鸟类的基因组要小得多。而鸟类基因组的“变小”，与重复序列减少、非编码区域减少，以及一些基因的丢失等因素有关。“一些基因的丢失，对鸟类的演化产生了很大影响。”张国捷解释，例如牙齿相关基因的丢失，解释了为何现存所有鸟类都没有牙齿；部分卵巢发育相关基因的丢失，与鸟类只有单一功能的卵巢密切相关。

为彻底破解鸟类的演化之谜，解码鸟类适应环境的机制，研究团队于年在《自然》杂志宣布，在之前研究基础上，组建国际万种鸟类基因组联盟，发起“万种鸟基因组学研究计划”。该计划旨在完成对全球现存约1.05万种鸟类的基因组的解读工作，解决一系列与物种起源、演化和鸟类生物学相关的重大科学问题。迄今为止，该计划已累计完成多种鸟类组学数据和表型数据的数字化工作，并与国际顶尖博物馆建立了长期稳定的合作。

（图片来源：B10K

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