胡家銘展示斑鬣狗化石。研究意外長江日報記者何曉剛 攝

吉林通化大安溶洞古虎化石
（神秘的從斑地球uux.cn報道）據長江日報（記者 汪洋 通訊員 陳華文）：在距今4.35萬年以前的中國東北，當時的鬣狗森林之王除了東北虎的祖先，還有不為人所知的化石虎支另一遺傳支系——大安虎。在漫長的現新系生物演化過程中，大安虎數量逐漸減少，大安虎以至徹底滅絕。研究意外
近日，從斑中國地質大學（武漢）生物地質與環境地質國家重點實驗室研究人員意外從斑鬣狗化石中發現了“大安虎”這一新的鬣狗老虎支系，這也是化石虎支第一次在遺傳學上定義這一支系。
大安虎是現新系如何發現的？是什么導致了大安虎的最終滅絕？目前的科研手段能復原出大安虎的外形嗎？近日，長江日報記者探訪中國地質大學（武漢）生物地質與環境地質國家重點實驗室。大安虎研究人員揭密了有關大安虎的研究意外神秘面紗。
研究斑鬣狗化石，從斑意外發現大安虎
胡家銘是中國地質大學（武漢）古DNA組賴旭龍教授指導的博士生，近幾年在導師的指導下從事斑鬣狗的研究。他告訴記者，在遠古時期，斑鬣狗曾廣泛分布于亞歐大陸和非洲，到了距今約兩萬年左右，亞歐大陸上的斑鬣狗徹底滅絕了，而非洲的斑鬣狗一直延續至今。
中國地質大學（武漢）盛桂蓮教授申報了國家自然科學基金項目，通過古基因組解析研究中國更新世斑鬣狗屬動物的演化歷史，胡家銘是該項目研究人員。
2003年，吉林大學考古團隊在吉林省通化市大安鎮的一處溶洞中發掘出大量古生物化石，包括牛、羊、馬、兔等，也有一些斑鬣狗化石，這些化石形成于不同的歷史時期。
依托于盛桂蓮教授的國家自然科學基金項目，中國地質大學（武漢）古DNA研究團隊與吉林大學一直保持著良好的合作關系。2019年，古DNA研究團隊的部分成員前往吉林大學，用專業的切割工具切取了一塊殘缺的下頜骨末端一小塊骨骼化石樣本，大約2克左右，帶回武漢進行研究。
“切取了這一小塊樣本，我們當時把它歸類于斑鬣狗樣本之一。” 胡家銘說，回來以后，他們對化石中殘存的DNA進行提取分析，將DNA序列與斑鬣狗DNA序列進行比對，發現兩者之間匹配度較低，“這肯定不是斑鬣狗”。進一步比對發現，這塊下頜骨的DNA序列與老虎的DNA序列匹配度最高。
“不過，其DNA序列又與現生的幾種老虎不完全相同，屬于此前從未發現過的新的遺傳支系。” 胡家銘說，這是一次意外的發現，因為這塊下頜骨化石是在大安鎮出土的，所以研究人員給它命名為“大安虎”。
并不是所有的化石里都包含古DNA
按鍵輸入密碼，“嘀”的一聲，中國地質大學（武漢）生物地質與環境地質國家重點實驗室古DNA潔凈室第一道門開啟。進入實驗室過渡區，在胡家銘的示范下，記者換上實驗室拖鞋，穿上連體的實驗防護服，戴上口罩、PE手套，從頭到腳“全副武裝”。
確認記者穿戴符合實驗室防污染規范后，胡家銘打開第二道門，帶記者依次進入提取室和建庫室，“古生物化石的DNA提取和建庫就是在這里進行的。” 胡家銘說。
從吉林大學帶回的那2克下頜骨化石樣本，研究人員小心翼翼地從中分離出約200毫克的微量樣本進行實驗。先碾磨成粉，用試劑清洗，去除前期埋藏及發掘過程中附著的細菌及人類DNA，把這些潛在外源污染降解之后，再加入一些化學試劑，讓粉末內部的DNA釋放出來。這樣，提取出來的就主要是來自樣品本身的內源DNA了。
研究人員將提取出來的DNA進行建庫，再把它放到測序儀上，反饋出這些DNA的序列信息。
“經歷漫長的時光侵蝕，古生物的DNA支離破碎，結構不再完整，就如同一大塊殘破不全的畫布一樣。”該項目負責人盛桂蓮教授介紹，古DNA的提取就是把這些碎片化的基因片段找出來，建庫之后，再借助能識別它們的化學試劑，測出這些DNA的序列。
“并不是所有的化石里都包含著古DNA。”盛桂蓮教授介紹，DNA分子降解需要時間，目前最古老的、可信的古DNA來自165萬年前凍土中保存的猛犸象。也并非時間短一些的化石里就一定能保留下古DNA，如果是酸性土壤、高溫、潮濕的環境，DNA分子的降解速度就會大大加快。
研究人員將這塊下頜骨的DNA序列與斑鬣狗的DNA序列進行比對，發現它們的匹配度較低，在進化樹上，它們屬于兩個不同的分支。進一步比對發現，這塊下頜骨的DNA序列與老虎的DNA序列匹配度最高，但又不同于任何現生的老虎，屬于此前未知的遺傳支系。
把大安虎完全“畫”出來還需要更多樣本
從演化樹的親緣關系看，大安虎和東北虎只能算是26萬年前的“遠房親戚”。盛桂蓮教授介紹，大安虎所代表的遺傳支系與現生老虎的祖先，在約26萬年前已分道揚鑣。現生老虎的祖先在各地輻射分化，形成不同的地理亞種，如東北虎、蘇門答臘虎、孟加拉虎（印度虎）、爪哇虎等，而大安虎代表的遺傳支系卻走上了滅絕之路。
通過碳-14測年，大安虎生存的時期大概是在4.35萬年至10萬年之間。這一時期屬于地球第四紀冰期的末期，亞歐大陸氣溫較低，尤其是我國的東北地區，氣溫要比現在低一些。
“那個時期的人類活動還非常少，不大可能對大安虎的生存產生很大影響，大安虎最終滅絕，很可能是受氣候變化的影響。” 盛桂蓮分析，隨著氣溫降低，一些植物適應不了環境的變化而死亡，導致以此為食的食草動物大量減少，進而使得處于食物鏈頂端的大安虎走向滅絕。
大安虎的外形能復原出來嗎？胡家銘博士告訴記者，如果能找到這只老虎的完整骨架，就基本能復原它的外形了。根據骨骼學來復原古生物的外形是最科學可靠的辦法。
“目前大安虎的骨骼還只有一小塊，僅憑借這一小塊下頜骨還不能復原出它的體型和外觀。”胡家銘說，分子生物學研究使得滅絕的老虎支系重見天日，但若要更深入地解析大安虎，搞清楚大安虎與現生老虎是否存在基因交流，還需要找到更多的樣本，通過研究掌握更多的基因數據，一層層揭開大安虎的神秘面紗。
這支古DNA團隊曾測定首例古代大熊貓全基因組
26萬年前的遠古時期，地球上的老虎演化出包括大安虎在內的多個譜系，如今，地球上的老虎只剩下一個譜系了；2萬年以前，斑鬣狗在亞歐大陸和非洲大陸上縱橫馳騁，后來，亞歐大陸的斑鬣狗徹底滅絕；象科動物中的猛犸象，貓科里的劍齒虎，也在漫長的生物演化中消失殆盡……
“如果不做古基因組的研究和解析，就不會知道動物演化過程中的這些秘密，更無法揭示出第四紀晚期大型哺乳動物絕滅背后的原因。”盛桂蓮教授說。
根據同樣的研究方法，中國地質大學（武漢）古DNA研究團隊于2019年測定了首例古代大熊貓全基因組，發現了一個與現生大熊貓不同、現已滅絕的大熊貓遺傳譜系。
盛桂蓮介紹，現生大熊貓有三個不同地理種群，分別是秦嶺種群、岷山種群、邛崍-大相嶺-小相嶺-涼山種群。中國地質大學科研團隊發現的全新世大熊貓與現生大熊貓祖先的分離時間早于現生大熊貓的三個種群的形成時間，且與現生大熊貓的祖先種群存在基因交流，該滅絕譜系的部分基因還幸存于現生大熊貓基因庫中。
盛桂蓮介紹，遠古時期大熊貓的棲息地廣泛，中國從南到北都有分布，越南、老撾等國家也有大熊貓，而現在的野生大熊貓只存在于秦嶺的山區里面。古DNA能解析棲息地大量縮減對大熊貓遺傳多樣性產生了怎樣的影響。
“物種的遺傳多樣性是影響其演化存亡的一個關鍵因素。以古至今，對古生物基因組的研究可為生物多樣性保護提供很好的證據。”盛桂蓮舉例說，在云南發現的古代大熊貓，其基因已經滲透到了現生大熊貓的基因中。研究其滲透入哪個種群最多，在保護大熊貓種群的過程中就可以有所側重。這一過程非常重要，如果不進行研究，就沒有辦法科學地進行生物多樣性保護，從而導致這一物種的基因成分越來越單一。
盛桂蓮介紹，地球上很多的生物資源，其潛在的價值目前還沒有探明，只有把野生動植物資源很好地保護下來，未來才有可能發揮它的價值。比如一些疾病的治療，其藥物最開始就來自于一些動植物資源，如果還沒探明就滅絕了，將非常可惜。另外，人與動植物共同生存于這個地球，只有進行生物多樣性保護，才能實現人與自然的和諧共處。（原標題：地大學者意外從斑鬣狗化石中發現古老虎DNA）
相關報道：中國地大（武漢）研究團隊破解世界首例古代老虎基因之謎
（神秘的地球uux.cn報道）據中國教育報-中國教育新聞網（記者 程墨 通訊員 陳華文）：近日，中國地質大學（武漢）教授賴旭龍領導的古DNA團隊與吉林大學、丹麥哥本哈根大學合作完成的“古基因組研究發現中國北方一支已滅絕且深度分化的老虎支系”研究成果，在學術期刊《英國皇家學會會刊B輯：生物科學》上發表。這是世界首例古虎基因組研究成果。
2003年，吉林大學考古團隊在吉林省通化市大安鎮的一處溶洞中，發掘出大量古生物化石，并將其中部分斑鬣狗化石提供給中國地質大學（武漢）古DNA研究團隊開展合作研究。通過對化石中殘存DNA的分析鑒定，研究人員意外發現其中一塊殘破的下頜骨（標本編號：CADG482）并非斑鬣狗，而是屬于老虎（以下簡稱“大安虎”），其年代已經超過了43500年。
在生物學分類上，老虎屬于貓科、豹屬、虎種，是大型貓科動物中的“明星”，其演化歷史、生存狀態均受到社會和學界的廣泛關注。當前的老虎主要包括六個地理亞種：西伯利亞虎（東北虎）、華南虎、印支虎、孟加拉虎（印度虎）、馬來虎、蘇門答臘虎。已有研究認為，它們均分化自一個距今約11萬年的祖先種群。
為探究大安虎與現生老虎各地理亞種的親緣關系，研究人員加大了對大安虎下頜骨化石的古DNA提取及二代測序文庫構建等工作，從24個測序文庫中，組裝得到大安虎近完整的線粒體基因組及部分核基因組信息。基于大安虎和所有現生老虎遺傳成分對比分析及系統發育樹構建，發現大安虎不同于任何現生老虎，屬于此前未知且現已滅絕的遺傳支系，它所代表的遺傳支系與現生老虎的祖先，在約26萬年前就已分道揚鑣。與現生老虎的祖先隨后在各地輻射分化形成不同地理亞種不同，大安虎代表的遺傳支系，隨后走上了絕滅之路。
對于現生老虎的研究，只能揭示它們直系祖先的演化歷史。大安虎基因組的測定和解析，表明在老虎的演化歷程中，有部分遺傳支系丟失了，所有現代老虎只是其中一個支系的后代。迄今為止，最古老的老虎化石發現于我國甘肅距今超過200萬年的早更新世，其它中、晚更新世的虎化石也遍及東亞。研究人員表示：“在得到古DNA數據之前，消失的老虎支系的遺傳信息，一直被塵封在破碎的、易被誤讀的化石中，古基因組研究使得絕滅的老虎支系重見天日，為系統全面地探究老虎的演化歷史提供了必要的、不可替代的分子依據。”

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