分子

老植物的新起源

苏铁类植物是一类长的有点像蕨类，又有点像棕榈的古老种子植物，起源于2.6亿年前。长期以来人们认为它们虽然经过了漫长的进化历史，但变化很小。对于这些曾经种类繁多而遗留到现代的支系，人们常常被称之为活化石。苏铁类常常被看作为典型的活化石，它们在侏罗纪-白垩纪（1.996-0.655亿年前）达到了多样化的顶峰，然后开始萎缩，直到现在仅剩了300多种，艰难地生活在被子植物为主导的世界上。最近，澳大利亚悉尼皇家植物园和美国马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的研究团队采集了大量现生苏铁类植物的分子信息，研究者通过化石校正的分子系统学，发现苏铁类从晚中新世开始经历了一次近乎同时的全球多样化，直到中新世末速度减缓下来。在这一时期全球季节性气候的增加，可能是驱动苏铁类多样化的原因，让这类植物大大扩展了分布区域。尽管苏铁类的支系十分古老，但新构建的进化树显示现生的苏铁种类年龄不老于1200万年。这些数据否定了关于恐龙在产生当前苏铁类多样性扮演的角色的假说，以及将今天的苏铁作为活化石的看法。基于这一结果，研究者提议我们应该重新评估当今引发多样化的原因，以及对活化石要进行重新定义。（Nature 2011，478：430）

劳亚兽类目间系统发育关系

劳亚兽总目（Laurasiatheria）是根据DNA序列分析及逆转位子数据而建立的真兽下纲下的一个演化支，是灵长总目及非洲兽总目的姊妹分类。研究者认为这些哺乳动物都是在从盘古大陆分裂出来的劳亚大陆上演化的。虽然，人们对于有胎盘类哺乳动物进化关系的认识有了长足的进步，但劳亚兽类一些类群的关系依然无法确定。近期，来自南京师范大学的研究者应用最新的系统发育基因组学手段，结合已知哺乳动物全基因组信息，对哺乳动物中劳亚兽类的系统发育与进化历史进行了研究，近乎完美地解决了劳亚兽类的目间系统发育关系，支持鲸偶蹄目的单系发生，奇蹄目和鲸偶蹄目之间，以及食肉目与鳞甲目之间的姐妹群关系。此外，通过“松散”的分子钟模型，发现劳亚兽类的大部分类群在晚白垩纪期间经历了快速演化。[（Syst Biol(2011)doi:10.1093/sysbio/syr089]

大熊猫消化竹子纤维素和半纤维素之谜

大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）在分类上属食肉目，具有食肉动物典型的消化系统。但它却特化以竹类为食，无疑是典型的素食者。竹子是一种高纤维和低营养的食物，已有的研究表明，大熊猫除消化竹子中90%以上的蛋白质和脂肪等营养物质外，还能利用约8%的纤维素和27%的半纤维素。大熊猫是如何消化利用竹子中纤维素与半纤维素等营养物质的，一直是未解之谜。近期，研究者分析了来自15只健康大熊猫新鲜粪便的肠道菌群的5000多条16s rRNA基因序列，发现野生大熊猫肠道菌群的主要特点是具有高比例的梭菌纲物种，在梭菌纲物种中有1400多条序列来自梭菌类群I，180多条序列来自梭菌类群XIVa，这两类群是已知能消化纤维素的细菌类群。通过进一步采用新一代测序技术，测定其中3只野生大熊猫肠道菌群的宏基因组。在三个野生个体中都发现了纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、1,4-β-木糖苷酶木聚糖以及1,4-β-木聚糖酶的相关编码基因，而且大部分来自梭菌属物种。宏基因组的结果进一步证实了大熊猫肠道菌群能消化纤维素与半纤维素，梭菌类物种扮演了重要角色。大熊猫在漫长的进化历史中，已产生一系列适应进化特征，如发达的牙齿、颌骨、伪拇指、丰富的肠壁绒毛以及肠道菌群等来适应竹类这一特殊食物。（www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1017956108）