基因组分析揭示了南美犬科动物的真正起源

南美洲的犬科动物种类比地球上任何地方都多，加州大学洛杉矶分校领导的一项令人惊讶的新基因组分析表明，所有这些像狗一样的动物都是从350万到400万年前进入该大陆的单一物种进化而来的。长期以来，科学家们一直认为这些不同的物种来自多个祖先。

更令人惊讶?最高和最短的物种是最密切相关的。

在过去的几千年里，一些导致南美犬科动物身高、体型和饮食极端变化迅速出现的关键基因突变已通过选择性育种人为引入，以产生在更熟悉的犬科动物身上看到的惊人多样性:家养的狗。

这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明，新的食肉动物物种在缺乏竞争的环境中进化和传播的速度有多快，并为保护受威胁和濒临灭绝的南美犬科动物提供了指导。

狗和狼科中的十个物种，被称为犬科动物，今天生活在南美洲。七只是狐狸，三只更不寻常：短耳犬、丛林犬和鬃狼。

多年来，科学家们一直有一个关于南美洲如何成为如此多类型犬科动物的家园的理论。该大陆几乎没有胎盘哺乳动物，也没有祖先的犬科动物，直到大约300万年前，被称为巴拿马地峡的火山地带上升到平海之上，使得动物在大陆之间自由流动。对于这么多物种从一个祖先进化而来的时间很短，因此科学家们假设多个犬科动物物种在不同时间通过地峡进入，从而产生了现有和现已灭绝的物种。

为了了解这些物种是如何相关的，以及它们在多长时间前以及通过何种遗传机制发生分歧，加州大学洛杉矶分校博士生丹尼尔查韦斯(现为亚利桑那州立大学博士后研究员)和加州大学洛杉矶分校进化生物学教授罗伯特韦恩对31个基因组进行了测序，涵盖了所有10个现存的南美洲犬科动物。他们通过研究它们之间基因突变的位置、数量和类型来追踪物种之间的进化关系。

令人惊讶的是，遗传数据表明，在350万至390万年前(在地峡完全上升之前)到达的单一祖先犬科动物种群大约有11,600人。研究人员说，这些祖先一定是通过新开发的巴拿马走廊向南走的，然后只是一条狭窄的稀树草原，一般来说大量人口无法通行。

“我们发现所有现存的犬科动物都来自于安第斯山脉以东进入南美洲的一次入侵，”查韦斯说。“到100万年前，已经有很多犬科动物物种，但由于基因流动，它们在基因上并不是很明显，当种群很容易杂交时就会发生这种情况。”

这些物种很快遍布南美洲，包括安第斯山脉以西的狭长地带，适应不同的环境并在基因上变得更加独特。研究人员发现，今天的10个物种都出现在100万至300万年前。

他们还发现，鬃狼是南美洲最高、腿最长的犬科动物，也是唯一一种主要吃水果的犬科动物，而最短的丛林犬是比狼和非洲野犬更依赖肉食的丛林犬。最密切相关的。调节腿长的基因的变化是造成身高差异的原因。

“还有许多其他现已灭绝的超食肉动物与丛林犬有关，”查韦斯说。“也许它们的体型更大，所以为了竞争，丛林犬的祖先变小了，而鬃狼的祖先变高了，最终不再争肉了。”

通过自然选择进行的这种快速而极端的物种形成类似于家犬之间的巨大差异，这种差异是通过人类的人工选择迅速发生的。

“南美犬科动物是野生动物王国的家犬，因为它们的腿长和饮食差异很大，而且这些变化发生得非常快，大约1到200万年，”韦恩说。“这与我们对狗所做的自然相似。这一切都发生了，因为南美洲没有这种食肉动物。有很多猎物，没有大型或中型食肉动物可以与之竞争。在这个空旷的利基市场，自然允许如此快速的辐射。”

这些发现还阐明了物种之间的关系，并确定了有助于拯救受到栖息地丧失和气候变化威胁的物种的基因。

韦恩说：“达尔文的狐狸目前仅在智利海岸的一个岛屿和大陆上非常小的地区生存，这是需要保护的一个很好的例子。”“我们已经在基因组水平上证明了物种间变异的巨大差异，最濒危的物种的变异和基因水平非常低，可能有害。我们可以通过深思熟虑的圈养繁殖计划拯救小种群。”

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