Cell第一作者亲自为你揭秘犀牛家族的前世今生

地球诞生至今，无数生命形态演化而来，对物种演化历史的探究既能回答“你是谁，从哪来”的哲学问题，又能为“到哪去”提供线索思路。古DNA研究可以跨越时间揭示动植物起源、进化及驯化历史，高通量测序手段则为其提供有力的支持。

犀牛的演化历史一直是进化生物学家关注的问题，千万年前出现的犀牛曾繁极一时，如今却仅存五种，高度濒危。其中亚洲的印度犀和爪哇犀是独角犀牛，苏门答腊犀却和非洲的白犀、黑犀一样是双角犀牛。达尔文曾在1842年讨论了这个话题，尽管已过百年，该问题依旧尚未解决。

2021年8月24日，来自中国农业大学、丹麦哥本哈根大学以及瑞典斯德哥尔摩大学等机构的多国学者在《Cell》上发表文章“Ancient and modern genomes unravel the evolutionary history of therhinoceros family”，该研究对五种现存和三种已灭绝的犀牛物种的基因组进行研究分析，在犀牛科的演化研究中取得了关键性的突破。

中国科学院魏辅文院士表示：对濒危动物而言，基因组承载了其演化历史的关键信息，是极其宝贵的遗传资源和研究资源。本研究很好地体现了基因组学在研究物种演化历史和物种保护方面的优势。

五种现生犀牛的分化发生在上千万年前，每种犀牛都在各自的支系上演化了数百万年的历史，任何一个物种的灭绝都是数百万年演化历史信息的丢失。而馆藏标本所携带的遗传信息能够被现代基因组学方法解密，为理解古老的演化机制带来新的机遇，让我们有机会了解生物在漫长的演化历史过程中关键特征的变化，同时也为我们提出合理的保护策略提供科学数据的支持。

该研究的第一作者兼第一通讯作者（lead contact），中国农业大学植物保护学院的刘山林博士表示，该项目的完成依赖于全球超过30家研究机构的合作。研究学者来自生物学多个不同的研究领域，有着多元化的知识结构和背景，而“大数据”本身是能够将不同领域内专家串联起来的枢纽，使大家有机会可以跨学科、多维度地从基因组特征、演化历史、表型特征、遗传多样性等方面研究濒危物种的演化问题，并对其保护提供科学依据。古DNA和基因组学研究方法与经典的博物馆馆藏样品相结合，在研究物种的演化和保护方面具有广阔的应用空间。

世界范围内的博物馆典藏了超过数十亿件的生物样品，涵盖了近万年来生物的历史变迁，因此为生物的演化、种群地理、物种保护等生态学和系统生物学研究提供了丰富的数据资源。

生物标本是生物特征和遗传信息的综合载体，编码了生物演化和适应的关键信息。与单纯利用遗传学算法追溯演化历史的方法所不同的是，博物馆标本为我们提供了研究物种基因型及其频率随时间和环境变化的直接证据。

刘山林博士表示，随着分子生物学技术，比如无损标本的核酸提取、高通量测序技术及生物信息工具的发展，我们可以利用博物馆标本解决越来越多的演化问题，包括利用博物馆标本了解保护动物在种群急剧收缩前的基底信息、界定物种界限、理解自然种群的遗传特征等。而小种群的生存力也是关乎到濒危物种保护的一个关键问题，分子遗传学的研究无疑会对物种多样性的保护，包括濒危物种保护政策的制定提供可靠的数据支持。