老植物的新起源

蘇鐵類植物是一類長的有點像蕨類，又有點像棕櫚的古老種子植物，起源于2.6億年前。長期以來人們認為它們雖然經(jīng)過了漫長的進化歷史，但變化很小。對于這些曾經(jīng)種類繁多而遺留到現(xiàn)代的支系，人們常常被稱之為活化石。蘇鐵類常常被看作為典型的活化石，它們在侏羅紀-白堊紀（1.996-0.655億年前）達到了多樣化的頂峰，然后開始萎縮，直到現(xiàn)在僅剩了300多種，艱難地生活在被子植物為主導的世界上。最近，澳大利亞悉尼皇家植物園和美國馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學的研究團隊采集了大量現(xiàn)生蘇鐵類植物的分子信息，研究者通過化石校正的分子系統(tǒng)學，發(fā)現(xiàn)蘇鐵類從晚中新世開始經(jīng)歷了一次近乎同時的全球多樣化，直到中新世末速度減緩下來。在這一時期全球季節(jié)性氣候的增加，可能是驅動蘇鐵類多樣化的原因，讓這類植物大大擴展了分布區(qū)域。盡管蘇鐵類的支系十分古老，但新構建的進化樹顯示現(xiàn)生的蘇鐵種類年齡不老于1200萬年。這些數(shù)據(jù)否定了關于恐龍在產(chǎn)生當前蘇鐵類多樣性扮演的角色的假說，以及將今天的蘇鐵作為活化石的看法。基于這一結果，研究者提議我們應該重新評估當今引發(fā)多樣化的原因，以及對活化石要進行重新定義。（Nature 2011，478：430）

勞亞獸類目間系統(tǒng)發(fā)育關系

勞亞獸總目（Laurasiatheria）是根據(jù)DNA序列分析及逆轉位子數(shù)據(jù)而建立的真獸下綱下的一個演化支，是靈長總目及非洲獸總目的姊妹分類。研究者認為這些哺乳動物都是在從盤古大陸分裂出來的勞亞大陸上演化的。雖然，人們對于有胎盤類哺乳動物進化關系的認識有了長足的進步，但勞亞獸類一些類群的關系依然無法確定。近期，來自南京師范大學的研究者應用最新的系統(tǒng)發(fā)育基因組學手段，結合已知哺乳動物全基因組信息，對哺乳動物中勞亞獸類的系統(tǒng)發(fā)育與進化歷史進行了研究，近乎完美地解決了勞亞獸類的目間系統(tǒng)發(fā)育關系，支持鯨偶蹄目的單系發(fā)生，奇蹄目和鯨偶蹄目之間，以及食肉目與鱗甲目之間的姐妹群關系。此外，通過“松散”的分子鐘模型，發(fā)現(xiàn)勞亞獸類的大部分類群在晚白堊紀期間經(jīng)歷了快速演化。[（Syst Biol(2011)doi:10.1093/sysbio/syr089]

大熊貓消化竹子纖維素和半纖維素之謎

大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）在分類上屬食肉目，具有食肉動物典型的消化系統(tǒng)。但它卻特化以竹類為食，無疑是典型的素食者。竹子是一種高纖維和低營養(yǎng)的食物，已有的研究表明，大熊貓除消化竹子中90%以上的蛋白質和脂肪等營養(yǎng)物質外，還能利用約8%的纖維素和27%的半纖維素。大熊貓是如何消化利用竹子中纖維素與半纖維素等營養(yǎng)物質的，一直是未解之謎。近期，研究者分析了來自15只健康大熊貓新鮮糞便的腸道菌群的5000多條16s rRNA基因序列，發(fā)現(xiàn)野生大熊貓腸道菌群的主要特點是具有高比例的梭菌綱物種，在梭菌綱物種中有1400多條序列來自梭菌類群I，180多條序列來自梭菌類群XIVa，這兩類群是已知能消化纖維素的細菌類群。通過進一步采用新一代測序技術，測定其中3只野生大熊貓腸道菌群的宏基因組。在三個野生個體中都發(fā)現(xiàn)了纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、1,4-β-木糖苷酶木聚糖以及1,4-β-木聚糖酶的相關編碼基因，而且大部分來自梭菌屬物種。宏基因組的結果進一步證實了大熊貓腸道菌群能消化纖維素與半纖維素，梭菌類物種扮演了重要角色。大熊貓在漫長的進化歷史中，已產(chǎn)生一系列適應進化特征，如發(fā)達的牙齒、頜骨、偽拇指、豐富的腸壁絨毛以及腸道菌群等來適應竹類這一特殊食物。（www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1017956108）