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(jù)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(xiàn)新系生物演化過程中，大安虎數(shù)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(zhì)大學（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室研究人員意外從斑鬣狗化石中發(fā)現(xiàn)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(xiàn)新系如何發(fā)現(xiàn)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(zhì)大學（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室。大安虎研究人員揭密了有關(guān)大安虎的研究意外神秘面紗。
研究斑鬣狗化石，從斑意外發(fā)現(xiàn)大安虎
胡家銘是中國地質(zhì)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(xù)至今。
中國地質(zhì)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(zhèn)的一處溶洞中發(fā)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(zhì)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(guān)系。2019年，古DNA研究團隊的部分成員前往吉林大學，用專業(yè)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(fā)現(xiàn)兩者之間匹配度較低，“這肯定不是斑鬣狗”。進一步比對發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)生的幾種老虎不完全相同，屬于此前從未發(fā)現(xiàn)過的新的遺傳支系。” 胡家銘說，這是一次意外的發(fā)現(xiàn)，因為這塊下頜骨化石是在大安鎮(zhèn)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(zhì)大學（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)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(qū)，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(guī)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(fā)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(nèi)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(nèi)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(jīng)歷漫長的時光侵蝕，古生物的DNA支離破碎，結(jié)構(gòu)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(huán)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，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(xiàn)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(guān)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(xiàn)生老虎的祖先，在約26萬年前已分道揚鑣。現(xiàn)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(qū)，氣溫要比現(xiàn)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(chǎn)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(huán)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(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)，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(nèi)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(jù)同樣的研究方法，中國地質(zhì)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(fā)現(xiàn)了一個與現(xiàn)生大熊貓不同、現(xiàn)已滅絕的大熊貓遺傳譜系。
盛桂蓮介紹，現(xiàn)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(zhì)大學科研團隊發(fā)現(xiàn)的全新世大熊貓與現(xiàn)生大熊貓祖先的分離時間早于現(xiàn)生大熊貓的三個種群的形成時間，且與現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)在的野生大熊貓只存在于秦嶺的山區(qū)里面。古DNA能解析棲息地大量縮減對大熊貓遺傳多樣性產(chǎn)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(guān)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(jù)。”盛桂蓮舉例說，在云南發(fā)現(xiàn)的古代大熊貓，其基因已經(jīng)滲透到了現(xiàn)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(cè)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(fā)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)古老虎DNA）
相關(guān)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(jù)中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)（記者 程墨 通訊員 陳華文）：近日，中國地質(zhì)大學（武漢）教授賴旭龍領(lǐng)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(fā)現(xiàn)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(shù)期刊《英國皇家學會會刊B輯：生物科學》上發(fā)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(zhèn)的一處溶洞中，發(fā)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(zhì)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(fā)現(xiàn)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(jīng)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(tài)均受到社會和學界的廣泛關(guān)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(xiàn)生老虎各地理亞種的親緣關(guān)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(gòu)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(xiàn)生老虎遺傳成分對比分析及系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)大安虎不同于任何現(xiàn)生老虎，屬于此前未知且現(xiàn)已滅絕的遺傳支系，它所代表的遺傳支系與現(xiàn)生老虎的祖先，在約26萬年前就已分道揚鑣。與現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(jù)。”