科學家重寫鳥家譜 有助更好了解鳥類多樣化進程

更好的家譜可以幫助研究人員更好地了解蕉鵑。圖片來源：Daniel J. Field

鳥類愛好者以及進化生物學家可以期待一種新的、經過改進的鳥類家族樹在4年內完成，而這要歸功於上周在亞利桑那州圖森市舉行的美國鳥類學會議上正式啟動的「開放之翼」項目。

這一耗資142萬美元的項目將第一次涉及來自10500多種已知鳥類物種的脫氧核糖核酸（DNA）數據，進而確定它們是如何相互關聯的。然而這並不是最終的結果——如果能夠籌集到足夠的資金，另一個相關項目將會對每一種鳥類的完整基因組展開測序。

哈佛大學進化生物學家Scott Edwards說，「開放之翼」項目「對於我們現在擁有的一切而言是一個巨大進步」。但是，「最終，『開放之翼』項目將成為有關整個基因組的參天大樹的墊腳石」。

2014年，生物學家根據大約40個鳥類物種的全基因組序列發布了一株家族樹。2015年，另一個研究小組在比較了數百種鳥類基因組的一個子集後，發表了一篇不同的研究論文。這些種系發生研究成果幫助研究人員著眼於特定鳥類特徵的進化歷史或鳥類的總體情況。但是一些專門研究家族樹的研究人員對此並不滿意。

「目前對大型種系發生系統的需求以及高影響因子期刊對它們的高度重視可能會帶來捷徑，在這種情況下，大規模的種系發生樹是由不同的現有來源，甚至是分類學拼湊而成的，但是很多物種的位置往往都沒有確鑿的數據。」哈佛大學進化生物學家Gustavo Bravo和他的同事在1月30日出版的PeerJ雜誌上這樣寫道。「問題是你會在多大程度上做出妥協。」Edwards補充道。

因此，儘管參與2014年鳥類家族樹研究的一些領軍者發起了B10K項目（該項目旨在最終對所有10560種鳥類的全基因組進行測序，並由此建造一個「大樹」），仍有一些鳥類研究人員決定不再等待。

在紐約市美國自然歷史博物館Brian Smith和路易斯安那州立大學巴吞日分校Brant Faircloth的帶領下，研究人員採用了一種更經濟、更快捷的方式來進行「開放之翼」項目。

這一由美國國家科學基金會資助的項目將儘可能多地利用大量的博物館藏品，而不是新捕獲的鳥類樣本，該項目同時將對大約5000個短片段的DNA進行測序，重點關注所有鳥類中高度保守的區域。該研究團隊計劃在持續的基礎上發布數據，而不是等待該項目的論文最終發表，這樣其他研究人員也可以利用這些數據。

「開放之翼」項目將使「我們更好地了解鳥類多樣化的過程，並有可能給我們提供在理解脊椎動物多樣化方面所需要的信息」。Faircloth說。

但這棵樹會有多好用呢？紐約市洛克菲勒大學神經基因組學專家、B10K項目負責人Erich Jarvis說：「我不認為『開放之翼』項目能夠很好地實現他們生成一棵精確家族樹的目標。」在2014年的研究中，Jarvis及其同事比較了從保守的DNA區域中構建的家族樹——「開放之翼」項目也會檢查那些從全基因組比較中產生的家族樹，並發現之前研究不準確的地方。

Jarvis認為，整個基因組不僅能提供更多的數據構建家族樹，而且還能讓科學家研究調控序列、轉座因子和基因組其他方面的進化，而這些並沒有被「開放之翼」項目測序所覆蓋。他指出，一旦摸清一個基因組，就再也不需要對該物種的DNA進行測序了。

Jarvis擔心，「開放之翼」項目會降低人們的熱情，並減緩對B10K項目的支持，而對於像後者這樣高質量的所謂「參考基因組」來說，這可能要花費1.5億美元，而其到現在也沒有得到充分的資金支持。此外，Jarvis對稀有樣本的使用也表示擔心。有些鳥類，比如棲息在婆羅洲的特有物種便很難找到和收集，而且這兩個項目有可能最終會從收集的少數樣本中爭奪DNA。

然而Edwards並不認為這是一個大問題，他說B10K項目需要更好的DNA，而不是從「開放之翼」項目使用的博物館標本中提取的DNA。Faircloth希望他的團隊不會使用B10K項目中使用的任何樣本，因為來自同一物種的多個個體的DNA序列才是有用的。

在中國測序巨頭BGI的幫助下，B10K項目已經在一定程度上對300多種能夠代表每個科和亞科的鳥類基因組進行了測序。但是Jarvis指出，該項目需要更多的支持才能走得更遠。他補充說：「我不希望給人留下這樣的印象：一旦『開放之翼』項目完成，我們便完成了對鳥類DNA的研究。（趙熙熙）

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