猛犸象在西伯利亚进化出了70万年的小耳朵

虽然已灭绝的猛犸象和现存的大象在体型和许多身体特征上可能相似，但科学家们仍在进一步研究是什么让巨型大象祖先与众不同。猛犸象在大约 4000 年前灭绝，可能是由于地球气候变化，当时冰融化后，它们赖以生存的植被变得太湿而无法食用，但科学家从保存在冰和其他化石中的标本中发现了它的 DNA 样本。

科学家发现，这种动物的许多标志性特征（如大量脂肪沉积和毛茸茸的外皮）都是在最早的猛犸象身上遗传编码的，但在 70 万年的进化过程中变得更加明确。虽然猛犸象生活在美洲和欧亚大陆的北部，但这项研究中的标本来自现在被称为西伯利亚的地区。这项研究于 4 月 7 日发表在《当代生物学》杂志上，还发现了一个基因发生了几次突变，这可能是导致猛犸象耳朵细小的原因。

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“我们想知道是什么让猛犸象变成了长毛象，”研究报告的共同作者、瑞典古遗传学中心的古遗传学家戴维·迪兹·德尔莫利诺 (David Díez-del-Molino) 在一份声明中说道。“长毛象有一些非常独特的形态特征，比如厚厚的皮毛和小耳朵，根据冷冻标本的外观，这些特征显然是可以预料到的，但还有许多其他适应性，比如脂肪代谢和冷感知，这些适应性并不那么明显，因为它们是在分子水平上。”

研究团队将 23 个西伯利亚猛犸象基因组与 28 个现代亚洲象和非洲象基因组进行了比较。尽管猛犸象据推测早在 240 万年前就已在地球上存在，但它们的基因在西伯利亚的 70 万年间发生了大量突变。研究中的 22 个猛犸象拥有相对“现代”的基因组，这意味着它们生活在过去 10 万年内。一个名为 Chukochya 的样本来自一种生活在大约 70 万年前的动物，是科学家发现的最古老的猛犸象之一。

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“有了楚科奇基因组，我们就能识别出猛犸象作为一个物种的生命周期中进化的大量基因，”这项研究的共同作者、古遗传学中心的进化遗传学家洛夫·达伦在一份声明中说。“这让我们能够实时研究进化，我们可以说这些特定的突变是猛犸象独有的，它们在它的祖先身上并不存在。”

研究小组发现了与脂肪储存和代谢相关的高度进化的基因，就像现代北极熊和驯鹿所拥有的基因一样，尽管这些动物与猛犸象没有亲缘关系。根据迪兹-德尔-莫利诺的说法，对于适应寒冷天气的哺乳动物的基因来说，这是趋同进化的标志——两个谱系的进化相似，但与共同祖先没有联系。

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相对较大的猛犸象基因组样本量帮助研究小组确定了该物种共有的基因。这些基因很可能是适应性的——在特定情况下产生的——而不是自然发生的变异。这些基因也可能只存在于所研究的单个动物身上。

“我们发现，一些之前被认为是猛犸象所特有的基因实际上在猛犸象之间是可变的，这意味着它们可能并不那么重要，”迪亚兹德尔莫利诺说。

与较新的猛犸象基因组相比，楚科奇亚基因组与现代猛犸象中导致蛋白质编码变化的突变相似度约为 91.7%。这种高重叠度表明，当猛犸象首次与其祖先草原猛犸象分化时，即 80 万至 60 万年前，它们的厚皮毛、脂肪代谢和冷感知能力可能已经存在。

像楚科奇亚这样的古老猛犸象也可能有更大的耳朵和不同的羊毛类型和质地，这些特征随着时间的推移而不断发展。更现代的基因组中还有几种 T 细胞抗原的免疫突变，而楚科奇亚则没有。该团队认为，这些突变可能与对新出现的病毒产生更好的免疫反应有关。

所有猛犸象基因组均来自西伯利亚采集的标本，但研究人员希望将其与北美标本进行比较。“几年前，我们证明了猛犸象和哥伦比亚猛犸象祖先之间存在基因流动，因此我们需要考虑这一点，因为北美猛犸象可能也携带非猛犸象基因，”达伦说。