我国北方地区斑鬣狗化石的古DNA分子演化研究

古DNA含有死亡或绝灭生物的遗传信息，可为探究生物类群的谱系发生和相互演化关系提供分子水平的必要证据。鬣狗科动物演化至今种类剧减，部分化石种与现生种的谱系演化关系尚不明确。本研究采用现代分子生物学方法，提取和扩增我国黑龙江、吉林、辽宁、河北等北方地区晚更新世地层中最后斑鬣狗化石的线粒体基因组古DNA，通过与基因库中已有鬣狗科各属种同源序列的对比分析，构建该科动物的系统进化树，从分子水平分析该科动物从地质历史时期至今的演化谱系，从而解决该科动物部分化石种和现生种在系统演化上的争议；通过不同化石分布地点的斑鬣狗种群内多个个体线粒体基因组细胞色素 b基因及高变控制区D-环的遗传分异度比较，分析各个体的遗传分异度与时间、空间分布的关系，构建斑鬣狗的分子地理谱系格局；此外，结合化石发掘地点的古环境、古气候信息，探讨末次冰期前后环境、气候因素变迁与晚更新世-全新世大型哺乳动物迁移、绝灭事件的相互关系。

本项目按照项目计划及进度安排，三年内顺利完成了预期研究内容，实现了预期研究目标。针对前人研究中鬣狗科动物部分化石种与现生种系统演化关系不明确以及斑鬣狗种群历史在分子和形态学水平存在争议等问题，从我国北方地区多个化石地点采集了晚更新世的最后斑鬣狗（Crocuta crocuta ultima）化石样品，运用符合国际规范的实验程序先后在国内和国际古DNA实验室提取扩增样品线粒体基因组细胞色素b基因序列。调集GenBank中已绝灭的欧亚洞穴鬣狗、非洲现生斑鬣狗的同源序列，对斑鬣狗种群进行系统发育分析并用化石AMS测定年代末端标记法对不同种群的分歧年代进行分子钟估算，得出与世界各地化石记录更为相符的斑鬣狗种群演化时间框架，并结合古环境气候变化及其他大型哺乳动物的演化实例，提出了斑鬣狗起源演化的欧亚大陆模式：包括我国最后斑鬣狗及欧亚冬雪鬣狗在内的化石斑鬣狗、非洲现生的斑鬣狗种群，起源于曾广布欧亚大陆的祖先种；由于气候变化等因素影响，该祖先种群栖息地不断萎缩，在欧亚大陆部分地区留下化石记录，最终经中东退缩到非洲形成现在的斑鬣狗种群分布格局。此外，作为项目的延伸内容，本项目在执行过程中还对采自北京周口店的豪猪化石、采自广西多个地点的猪科动物化石进行了古DNA研究。对前者的工作是希望能为解决田园洞豪猪化石的系统发育地位并进而研究其对环境气候变化的分子响应提供数据；对于广西猪科动物化石的研究，不仅可以为考古年代提供分子水平的佐证，而且能为该地区家猪的家养驯化历史提供实时的古代分子证据。上述两方面的研究现已从研究的可行性及分析方法上得到实验结果的验证，若能继续进行深入研究，将有望实现预期目标、解决具体科学问题。