好的,我必须承认——我从未想过自己会写一篇让我对蝙蝠演化感到兴奋的博客文章,但事情就是这样。而且说实话?你也应该感到兴奋,因为这项新研究确实令人惊叹。
谁也没料到的剧情反转
几十年来,科学家们一直在争论蝙蝠最早出现在哪里。有人认为非洲,有人指向亚洲或北美洲。每个人都拥有自己偏爱的理论,并辅以支持证据和热情的论辩。
但关键在于:一个由来自64个国家的137名研究人员组成的庞大国际团队刚刚在《自然》杂志上发表了一项研究,表明所有这些争论可能都已终结。根据他们的研究,蝙蝠最有可能起源于欧洲,时间大约在晚古新世——即大约6500万至6000万年前。
欧洲!在所有地方中,竟然是欧洲!
我不知道你怎么想,但我觉得这完全令人愉悦。当我想到蝙蝠时,我脑海中浮现的是热带洞穴或美国南部月光下的夏夜。欧洲并不完全符合“蝙蝠天堂”的形象。但显然,我们这些小翅膀朋友可能在人类出现之前很久,就在那里开始了它们不可思议的演化之旅。
他们是如何得出这一结论的?
研究人员做了一件相当非凡的事情。他们将所有现存蝙蝠家族的基因组数据与古代化石证据相结合。具体来说,他们研究了103个蝙蝠基因组——其中包括42个全新的染色体级别组装——涵盖了所有21个已确认的蝙蝠科。他们还将44个化石蝙蝠纳入分析。
这是大量的数据。
团队使用计算方法基本上重建了蝙蝠的演化家谱,将其起源追溯到那个欧洲祖先。然后他们追踪蝙蝠如何在全球扩散:从欧洲,它们的后代迁移到非洲,然后分别进入美洲、亚洲和澳大利亚。经过数百万年,这些迁徙造就了今天我们在世界各地看到的令人惊叹的蝙蝠物种多样性。
我们为何要关心?
这就是真正有趣的地方。毫不夸张地说,蝙蝠是地球上最不寻常的动物之一。
首先,它们是唯一能够真正动力飞行的哺乳动物。这意义重大!我们谈论的是整个动物类别(哺乳动物),而蝙蝠是唯一真正学会飞行的。不是像飞鼠或猫猴那样滑翔——而是真正飞行,拥有扑翼等一切特征。
其次,大多数蝙蝠物种能够利用回声定位在完全黑暗中导航和捕猎。它们发出声音并聆听回声,从而构建周围环境的心理地图。这就像生物声呐,而且极其精密。
第三,蝙蝠约占所有现存哺乳动物物种的五分之一。请想一想这一点。地球上每五只哺乳动物中就有一只是蝙蝠。这是非凡的多样性。
还有一件让我惊叹的事情:许多蝙蝠物种对疾病具有异常强的抵抗力,并且寿命远长于体型相似的其他哺乳动物。体重相似的老鼠可能只能活2-3年。而有些蝙蝠可以活30年以上!科学家们一直试图理解原因,而这项新研究可能最终会给我们一些答案。
飞行与回声定位:重大问题
最令人兴奋的发现之一与蝙蝠如何发展出其标志性能力有关。研究表明,动力飞行和回声定位都在蝙蝠演化的早期阶段出现——实际上接近起源之时。
“我们用来模拟化石和现存物种演化的方法,可以做其他方法无法做到的事情,”石溪大学的 Liliana M. Dávalos 教授说。“它在考虑基因组数据的同时,确定了最古老的化石蝙蝠群体,并揭示了蝙蝠起源的时间和地点。”
通过分析一种名为Vielasia的化石蝙蝠(它位于蝙蝠家谱最古老的分支上),研究人员得出结论,回声定位在蝙蝠历史早期就已经出现。飞行和回声定位都在现代蝙蝠群体开始多样化之前演化出来——而这些能力可能是它们非凡演化成功的秘密。
古代蝙蝠基因组
有一件事感觉几乎像科幻小说:研究人员通过计算重建了所有现存蝙蝠共享的古代祖先的基因组。
想想这一点。他们从现存物种中提取遗传信息,结合化石证据,反向推导出6000多万年前生活的蝙蝠DNA可能是什么样子。
这一重建为了解最早飞行哺乳动物之一的遗传构成提供了令人惊叹的视角。科学家现在可以利用这些数据来研究与飞行、回声定位、长寿和疾病抵抗力相关的遗传变化。
这对人类意味着什么
我知道你在想什么:“这对科学家来说很酷,但对我意味着什么?”
实际上,潜在意义很大。这项研究创建的基因组资源最终可能有助于人类在衰老、免疫力和疾病抵抗力方面的研究。蝙蝠携带会杀死其他动物(包括人类)的病毒,但它们似乎几乎不受影响。理解原因可能有助于我们开发目前无法治愈的疾病的新疗法。
“蝙蝠不断让我们惊讶,”圣安德鲁斯大学的 Sonja Vernes 教授说。“它们是演化最伟大的实验之一。”
说实话?我完全同意。这些生物是演化的奇迹。它们放弃了完美视觉的需求,转而发展出自己的生物声呐。当所有哺乳动物亲戚都困在地面时,它们掌握了飞行。它们发展出了对会摧毁其他物种的疾病的抵抗力。
要点
下次当你看到蝙蝠剪影在傍晚天空中掠过