本文經授權轉載自:博物(ID:bowuzazhi)
“界、門、綱、目、科、屬、種”——這套經典的動物分類層級,我們早在初中課本里就已熟悉。憑借它,我們可以將身邊的許多動物清晰地歸位:例如,獅子、老虎、豹子同屬貓科;而豺、狼、狐貍則共享犬科之名。
然而,許多動物外貌迥異,仿佛是“羅密歐與忽必烈”般的毫不相干,但基因深處卻可能藏著“楊廣和李淵”那樣意想不到的親緣關系——看似天各一方,實則源于共同的祖先。
01
耗子和人沾親帶故
先從我們人類的親戚開始說起,我們都知道,人類最近的親戚是類人猿,再往外是各種猴子。這些形形色色的“猴子”和我們智人一起組成了“靈長目”。那和靈長目沾親帶故的動物又是誰呢?
答案可能出人意料,齜著大門牙的老鼠和兔子居然和靈長目是遠房親戚!
咦?老鼠兔子一點都不像人,尤其是老鼠,看起來應該跟蝙蝠或者黃鼠狼才是近親,怎么會和我們有親戚關系呢?
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褐家鼠,圖源: britannica
答案就藏在DNA里,科學家通過DNA序列分析發現老鼠、兔子與人類在基因層面共享大量保守序列。例如,三者控制身體結構發育的關鍵基因排列順序和表達模式高度相似,并且人類、老鼠、兔子等動物的基因組都被檢測到存在一批共同的逆轉錄轉座子插入模式,確定了這些動物的親緣關系是比較近的。因此在2001年,分類學家建立了一個涵蓋靈長目、老鼠所在的嚙齒目、兔子所在的兔形目的龐大分類單元—靈長總目。
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靈長總目內部分類,圖源:維基百科
那么,和靈長目關系最近的動物類群真是老鼠和兔子不成?當然不是。在靈長總目中,嚙齒目和兔形目因為不斷生長的門牙被歸入了嚙形大目,而我們靈長目則是另一個支系真靈長大目的成員。真靈長大目又可以分為樹鼩目和靈長形上目,而靈長形上目下的兩個分支一個是我們靈長目,另一個叫做皮翼目。因此那些“怪模怪樣”的鼯猴才是我們靈長類動物的“真兄弟”。
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在豬籠草上一邊舔蜜一邊拉粑粑的樹鼩屬于真靈長大目下的樹鼩目。跟老鼠兔子所在的嚙形大目相比,它們離靈長目的關系更近一點。圖源:紀錄片《動物王國》
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屬于皮翼目的鼯猴是和靈長類關系最近的動物,圖源: wild cynocephalidae.asp
所以你捋清楚了沒,總體來說能和我們扯上點親緣關系的動物:類人猿>各種猴子>皮翼目(鼯猴)>樹鼩目>兔形目、嚙齒目>其它動物。
02
鬣狗不是狗,熊貓不是貓
有“非洲二哥”之稱的斑鬣狗,長期以來都以其詭異的“笑聲”以及和草原之王獅子斗智斗勇的鏡頭為人所熟知。斑鬣狗是鬣狗科現存的四名成員之一,另外三位分別是棕鬣狗,縞鬣狗和土狼。
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現代四種鬣狗1土狼、2斑鬣狗、3縞鬣狗、4棕鬣狗。圖源:《Handbook of the Mammals of the World》
按說這鬣狗長得像狗,又跟豺狼一樣喜歡成群狩獵,連名字都叫狗叫狼的,它們應該屬于犬科吧。然而真相依然讓人大跌眼鏡——鬣狗和狗子的關系還沒有鬣狗和貓咪的關系近。
鬣狗和貓咪的親緣關系并不僅僅體現在和貓科動物相似的遺傳信息,它們在外表上都有很多相似的地方——比如說牙齒。鬣狗科和貓科雖然外觀上大相徑庭,但前臼齒和臼齒都有一點程度的退化,具有相似的齒列。
在分類樹上,和鬣狗關系最近的類群是獴科(比如狐獴)和食蟻貍科(比如馬島獴),其次為靈貓科(比如大靈貓)。它們和貓科動物都屬于食肉目的貓型亞目,鬣狗也是貓型亞目的成員。
科學家也曾經在歐洲距今1700萬年前的地層中發現了早期的鬣狗化石——比如原鼬鬣狗。它在形態上更接近靈貓,也許后來為了適應草原生活,鬣狗才在形態上趨同于犬科。
與之相對的是,大熊貓和小熊貓雖然名字叫貓,也有著像貓咪一樣的圓臉,但是它們反而是狗子的親戚,都屬于犬型亞目,只不過大熊貓屬于熊科,小熊貓則屬于小熊貓科。
在解剖學特征上,大熊貓和小熊貓的裂齒形態都非常像狗,它們的爪子也和狗一樣不能完全伸縮,并且它們耳朵里的聽泡內部由骨頭分隔成多個小室。所以它們和黃鼠狼(鼬科)、浣熊(浣熊科)、海豹(鰭腳類)等有相同特征的動物一起被歸入了食肉目的犬形亞目。
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但是更“炸裂”的事情還在后面。雖然大熊貓和小熊貓都叫熊貓,還都有由腕骨特化來的第六根手指來輔助吃竹子,但是,熊科和小熊貓科在犬形亞目里面并不是最近的親戚。通過DNA序列以及腕骨,臼齒等部位的對比,科學家們發現,犬形亞目中和大熊貓所在熊科關系最近的居然是鰭腳類!也就是說,大熊貓和海獅、海豹、海象的親戚關系比大熊貓和小熊貓的關系近。
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犬形亞目內部分類,圖源:維基百科
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豎琴海豹的幼崽,它們所屬的鰭腳類和熊貓所在的熊科關系較近。Emmm至少和熊貓一樣都很可愛。圖源: animalia-life.club
至于小熊貓,它在分類樹上更接近鼬科,臭鼬科和浣熊科。小熊貓和黃鼠狼的親戚關系也比它和大熊貓更近。
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屬于鼬科的黃鼬(也就是黃鼠狼),小熊貓科和鼬科同屬于鼬超科。圖源:wikipedia
03
海豚的名字竟然有道理
如果要討論人類以外智商最高的動物,那么海豚肯定榜上有名。但這非常聰明的動物卻有一個聽起來笨笨的名字。海豚名字里的“豚”,是豬的意思。
為啥呢?有個說法清代《海錯圖》記載過,我國古代漁民解剖過海豚,發現海豚的內臟結構很像豬,所以就叫它們“豚”了。從這里看,老祖宗就已經知道了一些動物知識——他們明白海豚不是魚,而是哺乳動物。
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中華白海豚,圖源:Stephen Ng / iNaturialist
其實,海豚不只名字叫豬,內臟像豬,在分類上家譜也和豬有一定的親戚關系——海豚是鯨類家族的一員。而鯨類這個哺乳動物中唯一的“純海軍”因為形體構造和生活習性明顯異于任何哺乳類,故一度被認為屬于獨立的“鯨目”。當時的學者們甚至認為,鯨目和食肉目的關系更近一些,畢竟以海豚、虎鯨為代表的齒鯨類是尖牙利齒的捕食者。
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雖然體型差異很大,但是寬吻海豚、虎鯨、抹香鯨,以及目前已知世界上最大的動物藍鯨都屬于鯨類。圖源:iNaturialist
但是后來,隨著分子生物學的發展,科學家們這才搞清楚鯨類的家譜。DNA 序列測試發現,現存和鯨類關系最近的動物居然是偶蹄目的河馬!它們在 6000 萬年前擁有共同的祖先,直到 5400 萬年前才分化成兩支。
并且鯨魚和河馬也存在很多共同的特征:它們都可以在水下生產,并且鯨魚和河馬的蛋蛋都藏于腹腔內,而且更加重要的是,鯨魚的胃和很多偶蹄目的胃一樣是多腔室的。因此,科學家們撤銷了“鯨目”這一分類,把鯨類歸入河馬所在的偶蹄目,還有一些學者支持把“偶蹄目”改成“鯨偶蹄目”。
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海豚科齒鯨的多腔室胃 ,圖源:animalia-life.club
但是這個稱呼其實是有問題的,因為按照以往的稱呼習慣,“鯨偶蹄目”這個稱呼要滿足“鯨類是其他偶蹄類的姐妹群”的條件。但是,基因組里一種叫 “短散在核元件(SINE)” 的片段卻揭示了鯨魚和其它偶蹄目別樣的親戚關系。這一片段是一種特殊的 DNA 序列,自己沒法獨立復制,卻能 “蹭” 細胞里的工具把自己復制一份,再隨機插進基因組的新位置。
但是這種 “插入” 幾乎全憑運氣:不同物種在獨立演化時,SINE恰好插進基因組同一個位置的概率,低到可以忽略不計。
但研究數據卻發現了 “巧合”:鯨魚、河馬,還有反芻亞目動物(比如牛、羊)的基因組里,有好幾個SINE居然插在了完全一樣的位置上。而駱駝和豬的基因組里,壓根沒有這些插入位點。
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對短散在核元件(SINE)的研究表明鯨類、河馬以及牛羊鹿在偶蹄目中是關系比較近的。圖源來自參考資料
這就說明:鯨類、河馬以及牛羊鹿在偶蹄目中是關系比較近的,駱駝和豬反而和它們的關系更遠。這不僅說明了屬于鯨類,名字帶豬的海豚雖然和豬同屬于“鯨偶蹄目”,但是和豬的親戚關系不如它和牛羊的近,也說明鯨類只是偶蹄目中鯨河馬分支中的一支,把它的名字直接提升到“目”這一級上并不太合適。但是為突顯出鯨類的特殊性,很多時候人們還是會用“鯨偶蹄目”來稱呼這一大家子。
自然界還有哪些讓你意想不到的親戚關系,歡迎在評論區留言~
參考文獻:
【1】William J. Murphy; Eduardo Eizirik; Mark S. Springer; et al. Resolution of the Early Placental Mammal Radiation Using Bayesian Phylogenetics. Science. 14 December 2001, 294 (5550): 2348–2351. PMID 11743200. doi:10.1126/science.1067179
【2】Kriegs, Jan Ole, Gennady Churakov, Martin Kiefmann, Ursula Jordan, Juergen Brosius, Juergen Schmitz. Retroposed Elements as Archives for the Evolutionary History of Placental Mammals. PLoS Biol. 2006, 4 (4): e91. doi:10.1371/journal.pbio.0040091.(pdf version)
【3】Hubert, K. A., & Wellik, D. M. (2023). Hox genes in development and beyond. Development (Cambridge, England), 150(1), dev192476. https://doi.org/10.1242/dev.192476
【4】Anon (2017). Ketchikanmuseums.org. http://ketchikanmuseums.org/virtual_exhibit/vex34_cruisin_the_fossil_coastline/769DC373-C5ED-4C08-89CD-188932211334.htm
【5】Scientists find missing link between the dolphin, whale and its closest relative, the hippo. Science News Daily. 2005-01-25 [2007-06-18]
【6】Nikaido, M., Rooney, A. P., & Okada, N. (1999). Phylogenetic relationships among cetartiodactyls based on insertions of short and long interpersed elements: Hippopotamuses are the closest extant relatives of whales. Proceedings of the National Academy of Sciences, 96(18), 10261–10266. https://doi.org/10.1073/pnas.96.18.10261
撰文 | 千禧君
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