国际科学家团队全面解码鸟类起源过程

由深圳华大基因和国家基因库等全球80多个科研机构，超过200名科学家历时4年完成的鸟类基因组系统演化史项目，揭示了现代鸟类的祖先如何逃过6600万年前白垩纪大浩劫而存活下来，并快速演化形成了超过1万个不同物种，以及鸟类会唱歌等奥秘。

该项目是迄今为止对某一大类群生物进行全面系统的基因组学研究，在鸟类演化学、发育学等领域带来了颠覆性的新发现。国际鸟类基因组研究联盟于12日在Science和其他杂志上，首次以专刊形式集中公布了28篇首期研究成果。

记者在当天在深圳举办的相关成果发布会上了解到，此项目通过对包括乌鸦、鸭、隼、鹦鹉、企鹅、朱鹮、啄木鸟、鹰等现代鸟类主要分枝的48种鸟类物种的基因组测序、组装和全基因组比较分析，从中构建了有史以来最高可信度鸟类分子演化树。

这棵新的鸟类演化树彻底解决了鸟类的早期分支问题，还对一些旷日持久的相关争议给出了确切的答案。比如，这个新发现确认了水生鸟类有3次独立的起源。另外还发现，主要的陆生鸟类如鸣鸟，鹦鹉，啄木鸟，猫头鹰，鹰，隼等都来自同一祖先，这种祖先的鸟类是顶级的捕食者，它同时也是一种在美洲已灭绝的巨型恐鸟的祖先。

全基因组分析结果提示现代鸟类的扩张发生在6600万年前的大灭绝事件前后。这次物种大灭绝事件杀死了地球上的所有其他恐龙，只有部分鸟类存活了下来。大灭绝事件释放的环境也许为鸟类新物种的形成创造了良好条件，导致它们在不到1500万年的时间里快速产生了很多新物种。

在这次发表的文章中有8项是关于鸣禽鸣唱学习的研究，包括，具有鸣唱学习能力的鸟类(包括鸣禽，鹦鹉和蜂鸟)，它们大脑中与鸣唱学习相关的脑基因调控回路，跟人类大脑中语言相关的区域呈现出趋同表达和演化的特征；鹦鹉具有一套独特的鸣唱学习系统，它们在一套鸣唱学习系统中还会嵌套着另一套鸣唱学习系统，这也许也是它们具有模仿人类语言的强大能力的原因等等。

研究结果表明，有5个牙齿相关的基因在大约1亿年以前的鸟类共同祖先中就已经失活，从此使得鸟类丧失了生成牙齿的功能。

研究还发现，鸟类的内源性病毒元件数量比哺乳动物少6至13倍，暗示着鸟类基因组要么更不容易被病毒入侵，要么能够更好地清除病毒序列。

对于这些成果的应用，华大基因副院长张国捷认为，鸟类在神经生物学领域是非常重要的模型，控制鸟类语言分子表达通路和基因表达通路和人类语言学习的基因表达通路一致，二者有相应的语言表达机制和调控机制，研究人类的神经生物学，很有可能会利用这样的模型。此外，后续研究可能会解决禽流感传播问题，至少对了解禽流感在全球的分布规律有重要帮助。