近日，深圳华大生命科学研究院生物多样性基因组研究团队、中国科学院昆明动物研究所等多个中外课题组发布了对有袋类哺乳动物进化过程的研究结果，揭示了物种在快速分化过程中，一些随机事件有可能会导致远缘物种具有相似表型的现象，解释了形态和DNA相近的物种却非近亲背后的原理。该成果于2022年4月20日在线发表于国际顶级学术期刊《细胞》（Cell）杂志。

Cell官网截图

寻找最近的共同祖先

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进化树到底是啥呢？它能将穿越数万年的物种进化浓缩于一图，通过进化树，我们可以观察物种之间的亲疏关系。为了达到这个目的，需要找到两个物种之间所谓的“最近共同祖先”，也就是两个物种在进化树上最近的一个公共祖先节点。如果，物种A和B的共同祖先相较于物种A和C的共同祖先更靠近树枝末梢，那么A和B越亲近。

早在19世纪，达尔文就在《物种起源》中提出现在地球上的所有物种最初都是从同一种原始生命演化而来，即共同祖先理论，例如，人类约在700万年前与黑猩猩从共同祖先古猿分化形成。构建正确的进化树是演化生物学研究和开展跨物种比较研究的基础，对我们推理各种生物学现象的起源过程至关重要。

“香蕉”还是“苹果”？

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那么，如何构建进化树呢？DNA是绝大多数生物的遗传蓝图，DNA序列越相似的物种在生命之树上就更接近，而且理论上携带相同表型的物种演化关系也就越接近。依据这样的推论，形态数据和DNA数据都可以用来构建进化树。但实际上，用物种的形态特征来分析演化过程常常会得到与 DNA数据不一致的结果。

研究团队表示，在经历过物种快速分化的类群里，很容易看到上述形态特征与DNA数据冲突的现象，不完全的谱系分流（incomplete lineage sorting，不完全谱系分选）是导致这种情况的原因之一。多个物种在极短的时间内从一个共同祖先里分化出来，使得某些祖先基因的多态性被随机分流到分化出的不同物种里，从而使得多个物种随机保留了相同的基因型。

以人、黑猩猩和大猩猩为例。我们都知道，相较于大猩猩，人类与黑猩猩的亲缘关系更近。以水果来比作基因型的话，三者共同祖先具有较高的遗传多样性，也就是有多种水果，大猩猩在第一次分化后弄丢了其他水果，只剩下了香蕉，而人和黑猩猩的共同祖先则继承了香蕉和苹果。第二次物种分化的时候，人随机的遗失了苹果，留下了香蕉，黑猩猩随机的遗失了香蕉，留下了苹果。这样一来，人虽然和黑猩猩更近缘，但基因组里却有约15%的区域跟大猩猩更相似！

不完全的谱系分流示意图（冯少鸿等绘）

这是可以解释物种部分形态特征的相似度与物种演化历程存在出入的原因之一，但却一直没有研究说明这种现象对性状的演化是否存在影响。

形态相似，却非亲戚

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为此，研究团队利用有袋类动物（小山猴、袋鼠、考拉等）开展了研究。这一类群很可能经历过物种快速分化，导致早期演化关系，特别是南美有袋类微兽目（Microbiotheria）的演化地位长期存在着争议。

小山猴（Roberto F. Nespolo摄）

小山猴是南美有袋类微兽目唯一的现存物种，其作为南美洲的有袋类动物，却在骨骼、生殖器官和大脑结构等诸多方面与澳洲的有袋类动物更相似，尤其是袋鼠、考拉等双门齿目动物。

正是由于这种形态的相似性，早前基于外形特征而推定的演化关系认为小山猴和双门齿目的袋鼠、考拉更近缘，进而推测小山猴应起源于澳洲。然而，本研究利用小山猴和其他有袋类动物的全基因组数据，证明小山猴应该是澳洲所有有袋类动物的姐妹群，也就是它和是澳洲有袋类有共同祖先但不属于澳洲有袋类。过去错误的观点可能就是由于不完全谱系分流导致的，祖先基因型的随机分配，偶然地让两个亲缘关系较远的物种继承了相同的基因型。

小山猴与灰色短尾负鼠同为南美有袋类

考拉、尤金袋鼠、袋獾、袋鼩同为澳洲有袋类

另外，这一研究还证明，仅依靠部分基因、部分性状来构建进化树是不可靠的，全基因组数据才是重构物种发生历程的金标准。

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