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《科学进展》:东北师大武永华/冯江/江廷磊合作揭示真灵长类相关特征进化的生态动力机制

已有 833 次阅读 2022-9-16 22:10 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

北京时间2022年9月15日,《科学进展》(Science Advances在线报道了东北师范大学生命科学学院武永华教授与环境学院冯江教授江廷磊教授的最新合作研究成果—— “Ambush predation and the origin of euprimates”。


该项研究通过遗传学与行为学的结合,揭示了真灵长类相关特征进化的生态动力机制,提出了真灵长类进化起源的伏击捕食假说。

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真灵长类为树栖的哺乳动物。真灵长类区别于其它动物类群的主要特征包括眼眶趋同前视、抓握的手脚、爪退化以及跳跃。化石研究结果显示,这些特征早在真灵长类祖先时期就已进化产生。一百多年来,关于真灵长类这些特征进化起源的动力机制一直处于争论之中。

传统的视觉捕食假说认为,这些特征的进化与真灵长类祖先的树栖捕食有关。根据视觉捕食假说,真灵长类祖先主要食虫,眼眶趋同前视有助于准确定位猎物,抓握的手脚则有利于在细枝上行动时保持身体平衡。为检验该假说,本项研究利用该研究团队新近发展的分子谱系生态学方法重建了真灵长类祖先的食性,结果显示为肉食性。这与视觉捕食假说认为的真灵长类祖先为食虫相一致。

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真灵长类进化起源的伏击捕食假说示意图

视觉捕食假说虽然在很多方面比较合理地解释了真灵长类相关特征的进化,然而业界(包括视觉捕食假说的提出者本人Matt Cartmill)认为该假说最大的难点在于无法解释为什么不是所有视觉捕食者(如狼、鹰等)都具有眼眶趋同前视这个特征,这意味着视觉捕食假说并不能充分说明真灵长类相关特征进化起源的动力机制。

本项研究发现,具有眼眶趋同前视这个特征的捕食者都为典型的伏击捕食者,如猫科动物、猫头鹰、比目鱼、鳄鱼鱼、管眼鱼、观星鱼以及叶须鲨等都是如此。这暗示真灵长类所具有的眼眶趋同前视可能与其早期的伏击捕食特性有关。鉴于真灵长类祖先可能为伏击捕食者,这暗示真灵长类相关特征的进化可能是朝伏击捕食特化适应的结果。为了进一步证实这一点,本研究通过比较有爪与无爪松鼠(剪去爪子)爬树时的声参数变化,结果显示无爪爬行可以显著降低噪音。真灵长类所具有的抓握的手脚与爪退化相当于无爪爬行,这说明抓握的手脚与爪退化可以显著降低爬行噪音。降低爬行噪音是伏击捕食者的主要特征之一,这样可以避免被猎物发现。

伏击捕食者一般具有三个显著的特征:悄悄接近猎物,准确定位猎物,发动突然袭击。真灵长类抓握的手脚与爪退化有利于悄悄接近猎物,眼眶趋同前视有利于准确定位猎物,跳跃则有利于对猎物发动突然袭击(如眼镜猴)。因此,真灵长类相关特征与伏击捕食者的行为特征高度一致,本研究据此提出了真灵长类进化起源的伏击捕食假说。

本项研究的第一作者为东北师大生命科学学院武永华教授,通讯作者为武永华教授冯江教授江廷磊教授。该工作得到国家自然科学基金与中央高校基础研究基金的资助。

相关论文信息:

DOI: 10.1126/sciadv.abn6248





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