生命科學

鳴鳥染色體有玄機

生物學家在鳴鳥身上發現特殊的染色體,或許可以解釋牠們為何有驚人的多樣性。

撰文/黃凱特(Kate Wong)
翻譯/姚若潔

生命科學

鳴鳥染色體有玄機

生物學家在鳴鳥身上發現特殊的染色體,或許可以解釋牠們為何有驚人的多樣性。

撰文/黃凱特(Kate Wong)
翻譯/姚若潔


6600萬年前,一塊寬10公里、燃燒的太空岩石撞擊今天的墨西哥灣,觸發了一場影響深遠的毀滅,殺死了地球上超過75%的生命。這一塊稱為奇虛樂(Chicxulub)的小行星最著名的身分是「恐龍殺手」,它使霸王龍(Tyrannosaurus rex)、三角龍(Triceratops)、蜥腳下目(sauropod)、鴨嘴龍(hadrosaur)步入滅亡,卻把恐龍的一支譜系──現代鳥類,送上榮光之路。


鳥類在1億5000萬年前從獸足類(theropod)的肉食性恐龍開始演化,並在接下來的8500萬年間發展出驚人的多樣性。和反鳥亞綱(enantiornithine)等當時居於領導地位的古鳥類相比,今日鳥類的祖先「新鳥類」(neornithine)只是個小角色。然而,當小行星撞擊時,新鳥類的命運轉變了。這次撞擊摧毀了所有非鳥類恐龍和大部份鳥類,只有新鳥類從末日事件中存活下來,產生有史以來最為繁複的演化輻射之一。


現生鳥類超過一萬種,在現生脊椎動物中的物種豐富度排名第二,僅次於硬骨魚。鳥類有各式各樣的形態:不會飛的鴕鳥體重可超過136公斤,像蜜蜂般忙碌的蜂鳥則不到兩公克;鳥類幾乎遍及地球上的主要陸地和水體,從暑氣逼人的熱帶到凍寒的極地,食性生態區位也十分廣闊,演化出能大啖各種生物的能力──從微小的藻類到龐大的哺乳類。


不可思議的是,根據特殊的喉頭特徵,半數鳥類物種屬於鳴鳥,例如聲音悅耳的鶯、金絲雀、雲雀,不過也包含叫聲刺耳的烏鴉(至少對人類來說)。現生鳴鳥的物種數大約和哺乳類相當。


鳴鳥為何有如此驚人的多樣性?生物學家一直以來都在尋找答案,從化石記錄和現生鳥類的DNA序列取得線索。除了確定鳴鳥的起源地在澳洲,大多研究都沒有定論,甚至得到互相衝突的結論。現生鳴鳥的譜系在何時何地分歧發展的詳細圖像,依然難以捉摸,更不用說促成這種演化輻射的因子。


鳴鳥的演化鑰匙


在缺乏關鍵證據的情況下,研究人員發展出幾套相互競爭的理論來解釋鳴鳥的多樣性,主要的推論各有不同,包括氣候變遷、板塊運動、性擇(選擇配偶的偏好驅使演化)等。


現在有一項新發現讓這個領域的學者振奮起來:所有的鳴鳥都有一條奇特的染色體,其他鳥種皆沒有。這項發現顯示可能有一種遺傳機制,讓同一物種中的不同族群形成生殖隔離並促進種化。這些額外的DNA還需要加以研究,但有些研究人員開始猜測,這可能是鳴鳥成功演化的秘密。.....