【科研进展】白明研究组合作揭示远缘物种具有更相似表型和基因型不一定是因为趋同演化

  近日,中国科学院动物研究所白明研究组、浙江大学张国捷团队联合深圳华大生命科学研究院、中国科学院昆明动物研究所、哥本哈根大学等中外多个课题组,公布了对有袋类哺乳动物的物种辐射性大爆发过程的研究结果。该结果重建了有袋类物种的演化关系,并揭示了物种快速分化过程中,一些随机事件有可能会导致远缘物种具有相似表型的现象,解释了利用形态和分子数据在构建物种树经常出现冲突的发生机制。

  早在19世纪,达尔文就在他的旷世著作《物种起源》中提出现在地球上的所有物种最初都是从同一种原始生命演化而来,即共同祖先理论。由这个共同祖先不断分叉演化形成现在物种类群的历程即构成了生命之树,从简单的单细胞生物到复杂的生命体,每个物种都可以找到它的最近缘物种和最近共同祖先。以人类为例,人类约在700万年前与黑猩猩从共同祖先古猿分化形成,古猿类和旧世界猴在约2800万年前拥有相同的祖先,最早的灵长类物种祖先可以追溯至8000万年前,而目前地球上的哺乳动物在约两亿多年前都有共同祖先。重构正确的物种关系树是演化生物学研究和开展跨物种比较研究的基础,对我们推理各种生物学现象的起源过程至关重要。

  DNA是绝大多数生物的遗传蓝图,按照达尔文提出的物种演化模型,物种间DNA序列的差异可以反映出物种的分化历程,即DNA序列越相似的物种在生命之树上就更接近。同时,表型由DNA来决定,理论上携带相同表型的物种演化关系也就越接近。依据这样的推论,形态数据和DNA数据都可以用来构建物种树。但实际上,DNA数据与形态特征在推断物种演化历程上经常出现相互矛盾的结果。自80年代以来,利用DNA数据重构物种演化历程逐渐成为主流,但仍缺乏研究来解释为什么会存在这样的矛盾,为什么形态信息经常会得到不可靠的物种关系树。

  分子树和与形态树的矛盾经常发生在经历过物种快速分化的类群里。不完全的谱系分选(incomplete lineage sorting)就是一种可以导致上述情况出现的原因。多个物种在极短的时间内从一个共同祖先里分化出来,使得某些祖先基因的多态性在随后的物种分化历程中被随机分选到分化出的不同物种里,从而使得部分分化后形成的多个物种随机保留了相同的基因型。以人、黑猩猩和大猩猩为例。我们知道,相较于大猩猩,人与黑猩猩的亲缘关系更近。如图所示,三者共同祖先的群体具有较高的遗传多样性,大猩猩在第一次物种分化后形成,随着时间的推移,大猩猩的群体最终固定了蓝色的基因型。人和黑猩猩的共同祖先群体继承了橙色和蓝色两种基因型,然而在第二次物种分化的时候,人可能最终随机固定了和大猩猩一样的蓝色的基因型,黑猩猩最终随机固定了橙色的基因型。这样一来,我们就会观察到人的一些基因组序列跟大猩猩更相似,而跟黑猩猩差异更大。尽管黑猩猩是与人最近缘的物种,在人的基因组里约超过15%的基因组区域,是跟大猩猩更相似的。这种不完全的谱系分选现象在许多经历过物种大爆发的类群里均出现过,比如各种哺乳动物类群、鸟类、昆虫、鱼类等,但这种现象对性状的演化是否存在影响一直没有研究。

  为了研究不完全的谱系分选对物种形态和性状演化的影响,研究团队利用有袋类动物开展研究。之前的一些研究指出现存有袋类物种起源的过程经历了物种大爆发,导致了长期以来对有袋类物种早期演化关系存在争议。而这一争议主要围绕着南美有袋类微兽目(Microbiotheria)的演化地位。小山猴是该目唯一的现存物种,其作为南美洲的有袋类动物,却在骨骼、生殖器官和大脑结构等诸多方面与澳洲的有袋类动物更相似,尤其是袋鼠、考拉等双门齿目动物。正是由于这种形态的相似性,早前基于形态特征推定的演化关系认为小山猴应该和双门齿目的袋鼠和考拉更近缘,进而推测美洲小山猴应起源于澳洲。然而,本研究利用小山猴和其他有袋类动物的全基因组数据,表明小山猴应该是澳洲所有有袋类动物的姐妹群,也就是它和是澳洲有袋类有共同祖先但不属于澳洲有袋类。进一步的分析揭示,有袋类基因组有超过50%区域构建出的分子树跟真实的物种分化过程不一致,即小山猴反而跟某些澳洲有袋类之间的相似度要大于澳洲有袋类之间的相似度。早前观察的那些与真实物种发生过程不符的性状特征很可能是由于物种快速分化的过程不完全的谱系分选导致的。

  这些有冲突的基因组区域包含了上百个与神经系统、免疫系统、骨骼形态等相关的基因,它们可能与现今物种性状特征与物种发生历程之间的矛盾有关。研究推测,不完全的谱系分选所引发的祖先多态性的随机固定可能会偶然地导致两个亲缘关系较远的物种继承相同的祖先基因型,如果不同的祖先基因型会产生不同的形态特征,那么这样一来,就可能会导致远缘物种具有更加相似的表型。为了验证上述猜想,研究人员利用博物馆馆藏标本确定了小山猴的肱骨弯曲形态、脊柱棘突高度、门牙形态都是跟双门齿目的袋鼠和考拉更为相似。随后,研究团队再利用比较基因组学分析手段筛选候选基因,采用基因编辑技术对受不完全的谱系分选影响的基因建立小鼠实验模型。通过实验小鼠和野生小鼠的骨骼性状扫描结果的比较,研究人员证实了受不完全的谱系分选影响的基因型替换确实产生了符合预期的表型结果。

  物种性状的演化被认为是物种长期适应环境的结果:突变产生新的基因与新的性状,新基因通过繁殖扩散开来,有利于生存与繁殖的性状及其基因会被自然选择保留下来。在远缘物种中出现相同的性状,过去往往会用趋同演化来解释这样现象。然而,这一研究则揭示不同类群间相同性状的出现也可能是随机遗传了祖先性状引起的。同时,这一研究还证明,仅依靠部分基因、部分性状的溯源来构建物种关系树是不可靠的,全基因组数据才是重构物种发生历程的金标准。通过全基因组数据可以充分揭示不完全的谱系分选作为一种可能的机制来解释基因组物种树和表型变异之间冲突的现象。此外,本研究还综合了古气候地理,物种分化、形态、DNA等多方面证据来佐证有袋类物种演化进程。

  此外,近年来,测序技术的发展将基因组学研究带入了完美参考基因组的新时代。但本研究是基于二代测序技术的基因组完成的,这也提示我们不要过分追求新技术,而忽视了科学问题的重要性。

  该成果已于2022年4月20日以题目为“Incomplete lineage sorting and phenotypic evolution in marsupials”的论文在线发表于国际顶级学术期刊《细胞》(Cell)杂志,深圳华大生命科学研究院冯少鸿博士和中国科学院动物研究所白明研究员为论文共同第一作者,论文通讯作者张国捷教授近日以讲席教授身份加盟浙江大学医学院。冯少鸿博士现任浙江大学“百人计划”研究员。

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糖尿病患者日常生活七要素

​​​要素1.秉持控制热能的总原则:所以对于高血糖患者应该要保持或减轻体重,这样才能说明每日摄入的热量没有超过身体所需。
​​​要素2.摄入适量的碳水化合物:在平时要少吃点,不要因为贪口腹之欲而暴食暴饮,就算是蔬菜也不能这样吃。
​​​要素3.摄入充足的食物纤维:临床调查显示,充足的纤维摄入能够有效降低血糖的含量,所以这个在平时可以多食用一点。
​​​要素4.摄入充足的蛋白质:蛋白质是人体进行正常生命活动的必需品,所以在控制热量的同时要摄入足够的蛋白质。
​​​要素5.摄入充足的维生素:维生素是人体进行营养合成的重要元素,所以维生素在平时也应多摄入充足才行。
​​​要素6.平时要忌烟酒:烟酒是高血糖患者的大忌,烟雾中的有害物质会造成血管变性,进一步恶化高血糖患者的病情,而酒精会导致患者体内能量的过量增高,造成血液中的血糖值急剧升高。
​​​要素7.禁忌油炸食物:油炸类的食物也会导致患者体内的糖分增加,所以在平时也绝对的要禁食。#忆果缘1971##医学科普##糖尿病#

修地藏法门的人
就能得到这样大的护持力

《地藏菩萨本愿经》
梦参老和尚 讲解

【复白佛言。世尊。 未来世中。若有善男子。善女人。于所住处。有此经典及菩萨像。是人更能转读经典。供养菩萨。我常日夜以本神力。卫护是人。乃至水火盗贼。大横小横。一切恶事。悉皆销灭。】

这个又更进一步,不但供像,而且还能读经。读经是指《地藏经》。“复白”就是坚牢地神又对世尊说,他说我要护持法、护持地藏王菩萨。未来世,若有有信心的男子、女人在他们住的地方,有《地藏菩萨本愿经》——“有此经典”,这里是专指《地藏经》说的,“及菩萨像”,不但有经有像,而且还能读经典。读一遍叫转,“转经”是什么呢? 就是把经转一遍。

“转读经典”,就是把经读一遍、翻一遍、念一遍。但是当你念经的时候,一定要烧支香。或者是供朵鲜花或供点水果,这叫供养。因为你一念经一供养,坚牢地神就来护法你。坚牢地神说的:我以我的神通力量,我一定护持他,我维护这个人,使这个人不论在大小灾当中,他都不受苦难的。

“大横小横”就多了。横者就是不顺的意思,它不依着发展规律发展的。像我们人的寿命不依着规律发展,还不到寿命尽的时候就死了。本来他不该死的,他遇到的时间不对。像那个车祸,早五分钟过去了,晚五分钟还没有到,恰恰就在那一两秒钟他撞上了,生命断了,这也是一种横死。例如在纽约大街上走路,发生了枪战,也不是打他,他反而中了流弹,这也叫横死。

在第九品,地藏王菩萨为了要利益末法众生,说了那些佛的名号,那就是决定成佛了。闻了《地藏经》,成佛的因已经种下了,再假地藏王菩萨的加持力,那就快一点。

坚牢地神在这个法会上听了《地藏经》,听了佛赞叹地藏王菩萨的功德,他就发心了。他说:我要护法,我要护地藏王菩萨的法,谁要闻到地藏王菩萨的德号,他又能诵地藏王菩萨的圣号,又能够转读《地藏经》,那我就护持他。他能得到什么好处呢? 就是横死、恶缘、一切不如意的事情,使他一切都免了。他向佛表白之后,佛就赞叹他。

【佛告坚牢地神。汝大神力。诸神少及。何以故。 阎浮土地。悉蒙汝护。乃至草木沙石。稻麻竹苇。谷米宝贝。从地而有。皆因汝力。又常称扬地藏菩萨利益之事。汝之功德及以神通。百千倍于常分地神。若未来世中。有善男子善女人。供养菩萨及转读是经。但依地藏本愿经一事修行者。汝以本神力而拥护之。勿令一切灾害及不如意事辄闻于耳。何况令受。 非但汝独护是人故。亦有释梵眷属。诸天眷属。拥护是人。何故得如是圣贤拥护。皆由瞻礼地藏形像。及转读是本愿经故。自然毕竟出离苦海。证涅槃乐。以是之故。得大拥护。】

“汝大神力,诸神少及。”佛表白坚牢地神的功德,说你的神通智能是其他的神所赶不上的。为什么呢?他是主宰大地的。这个土地上如果不生长粮食,这个世界上的人就没得吃的。

我们现在创造发明汽车,有汽车没有汽油,你就发动不起来。汽油从哪里来的?地里变化出来的。一切事物如果离开地的负载,什么都完蛋了,什么都不能成就,所以他能够生万物。这是什么意思呢?天地阴阳的气候,我们都认为这是自然的,但是自然还有个主宰,谁主宰他呢?是我们自己的心,恶念太多了,天也会变化的,土地也会变化的。

我们有时候得想想这种原理,任何人都能懂的:他负荷不了,到时候就不行了,就算他的神力再大,也抵不住众生的业力大。我们众生造业猛利得很。佛赞叹坚牢地神,能生万物、能主宰人间、能堪忍。他发愿来护持,佛赞叹他说:其它的神赶不上你的神力。

“何以故。”什么原因呢?因为这个世界的土地都“悉蒙汝护”,都靠着你来护持,乃至于一草一木、一沙一石,乃至于稻麻、竹苇、谷米、宝贝,都是从地下而有的。“皆因汝力”,就是靠着你来护持。在这种神力之下,又能够称扬赞叹地藏利益、来护持《地藏经》,那说明了你的神力、你的功德更大了,所以其它的神比不上你的力量大。这是佛称赞他的功德。

“若未来世有善男子、善女人供养菩萨及转读是经,但依《地藏本愿经》一事修行者。”这句经文说得很局限,怎么局限呢?因为坚牢地神只是护持诵《地藏经》的、供养地藏像的。他的愿力不是普遍的,他不是说佛所有一切法我都护,我没有这么大神力。他的神通力可能还达不到,所以佛给他说的也是满足他的愿:假使在未来世,也就是末法的时候,若有好心的男子女人信心具足地供养地藏菩萨、转读《地藏经》,因为他发愿只修地藏法门一事,修行者专依《地藏经》修行的,你就护持。

依《地藏经》一事修行的,以你的神通跟你的愿心誓愿而拥护之。要好好护持它,护持供养地藏像、读《地藏经》的这个善男子、善女人。由于你的护持使这个读经的、称诵名号的善男子、善女人不让他有一点的灾害。如果他有了灾害,就是你没有护持到,跟你本来的愿力相违背。不但灾害的事情,不如意的事,连听都不让他听到,更不用说身受了。

有很多的人对于很多灾害没有听到过,为什么呢?因为他没有那个业。我经常这样讲,现在这个世界上有一大堆犯罪的人住在监狱,但是对于监狱的事我们听都没有听说过,因为你没有这个业,更不用说身受了。还有些害人的各种的毒——我看最害人的毒,还是人的口,人的嘴能把人说死。口业特别重要,大家要特别注意,无意之间说了话把人伤害到了,这类事很多。口业很重。

护法神他会护持一切不如意的事情,灾害的事情我听都不要听,何况他本身去受呢?

佛嘱托坚牢地神说:以你的神通力拥护,这个人依《地藏经》修的,不但不如意事情不要轮到他身上,乃至于让他听都听不到,他听到了会心烦。

“非但汝独护是人故”,佛又跟坚牢地神说,你不要认为你一个人护持不了,不但你在护持,还有释梵诸天眷属护。“释”就是指释提桓因,三十三天主说的;“梵”是大梵天王,释提桓因他有些眷属,大梵天王也有一些他的眷属;还有其它的诸天眷属,都会拥护诵《地藏经》的人。

凡在忉利天闻法的人,都要护持《地藏经》,都拥护是人,观世音菩萨也在护持,文殊菩萨也在护持,普贤菩萨也在护持,这些菩萨都护持《地藏经》。既然是护持经,你读经自然就应当得到护持、得到安慰。#佛法看世间##佛教[超话]##佛教#


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