揭示狗的起源之谜

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转自《人与自然》－《探索生物进化之谜－“生物多样性领导奖”获得者张亚平》
揭示狗的起源之谜
生物多样性是一个复杂的生态系统，可以分为三个层次：遗传多样性、特种多样性和生态多样性。
张亚平和研究生与瑞典皮特.塞沃雷尼博士领导的研究组合作，深入研究狗的线粒体DNA多样性，揭开了狗的起源之谜，他们的研究成果被选为世界著名的《Science》（科学）杂志上。
中石器时代的考古学遗址提示，狗可能是第一种被驯化的家养动物。遗传学、行为学和形态学的证据证明，狼是狗的祖先。然而，除此之外没有明确的线索可以追溯狗的起源过程。加之在形态上很难将小狼和狗区分，使得仅用考古学的方法不能把狗和狼区分开来。到目前为止，最早的狗化石证据来自德国14000年前的一个下颌骨化石，另一个来源于中东大约12000年前的一个小型犬科动物骨架化石。这些考古学证据支持狗起源于西南亚或欧洲的论断。另一方面，狗的骨骼学鉴定特征提示狗可能起源于中国的狼，由此提出了狗的东亚起源说。此外，不同品种的狗在形态上极其丰富的多样性，似乎又倾向于狗起源于不同地理群体的狼的假说。由于狼的迁移性特别强，通过不同地理群体狼的研究难以提供狗的起源的可靠线索。狗起源过程中驯化事件发生的次数、地理位置和时间至今仍然是一团迷雾。
张亚平和皮特.塞沃雷尼等选择母系遗传、进化快、缺乏重组的线粒体DNA作为遗传标记，第一次系统地研究了来自欧洲、亚洲、非洲和北美地区的654个狗和38个欧亚大陆狼的遗传变异。
他们对线粒体DNA单倍型的系统发育分析发现，存在6个狗的单倍型类群（支系A－F）。于是就这6个类群单独进行分析，发现71.3％的狗的单倍型属于支系A，95.9％的狗的单倍型属于支系A、B、C。有趣的是，支系A、B、C在所有地理区域内出现的频率都十分相近，且狗的主要形态类型即大型犬和小型犬之间，在三个主要支系的构成上没有明显的差异。看来全世界的狗具有相同的遗传基础，即有共同的起源；不同品种间形态上的巨大差异，不是由于在不同地理区域内驯化造成的。
他们又深入分析了主流支系A、B和C，分别确定了它们的起源地，经过比较研究，说明狗的主要线粒体DNA支系起源于东亚。
狗的不同支系的起源时间可以由每一个单倍型到祖先型单倍型的平均遗传距离和突变率来估算。狗／狼的单倍型与郊狼的单倍型间的平均遗传距离是0.1419个替换／每位点，而化石记录确定的狼和郊狼的分化时间是100万年前，因此突变率大为每百万年的7.1％。
狗在被驯化后会出现群体扩张，在系统树上应该表现为一个建群单倍型处于中央，信息传递单倍呈放射状的“星状”系统发育关系。支系B、C所呈现的这种结构，表明它是从一个狼的单倍型起源的。支系A相对复杂，看不出一个共同的起源中心。但在支系A中，有几个亚类群呈现星状结构，这种情况表明支系A可能是来源于几个狼的单倍型。在此基础上可估计出各支系内的平均遗传距离，并最终计算出支系ABC形成的时间应在15000年前。考古学的证据也支持支系AB（可能也有C）同时在东亚起源，时间大约发生在15000年前。
中瑞科学家的研究表明狗起源于东亚，之后逐渐扩散到世界各地。值得注意的是，狼的驯化不大可能是一个孤立的事件，更为可能的是人类发展中的一个共同实践过程。他们揭示的狗的起源之谜，为狗的进一步遗传学研究奠定了基础。