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重构鸟类物种“生命之树”

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2024-11-20 02:31

被纳入元素鸟类的安氏蜂鸟。

元素鸟类

（本版图片均由研究团队提供）

这项工作极大地改变了教科书里对鸟类类群的分类和关系论述，并将调整博物馆对鸟类的分类整理。

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4月8日国际珍稀动物保护日来临前，浙江大学张国捷教授联合国内外科研人员为鸟儿和爱鸟的人们送上一份“大礼”。他们基于“万种鸟类基因组计划”前期成果所构建的现生鸟类基因组图谱，厘清了现生鸟类各类群之间的关系，提出新分类方案，重构鸟类物种“生命之树”，解决了鸟类类群关系长达一个多世纪的争议。相关成果发表于4月2日的《自然》杂志。

占鸟类95%的新鸟小纲分类混乱

现生鸟类超过1万种。在生物分类学上，现生鸟类属于鸟纲中新鸟亚纲的今颚类，它又分为鸡雁小纲与新鸟小纲两大分支，前者包括了我们熟悉的鸡、鸭和雁等，而后者则是当今鸟类的主体，包括了95%的现生鸟类。

新鸟小纲历史上经历了快速的物种大爆发，在不到1000万年里分化出大量新类群，基本奠定了当下全球鸟类物种多样性的格局。

由于新鸟小纲分化时间太短，在演化过程中，存在着基因不完全谱系分流、分化后跨物种杂交等现象，使现在鸟类各类群间的亲缘难以判定，导致现生鸟类的分类在“目”和“科”级别上极其混乱，缺乏统一的认识。这为科学家梳理各种鸟类的演化地位，以及不同类群间的关系带来极大挑战。此次研究指出了之前的认识误区，对演化关系进行了较大幅度调整。

“滴血认亲”为鸟类提供全新分类方案

“界门纲目科属种”是传统的生物学分类层级。在过去100多年里，鸟类系统分类学的研究人员通过不同数据类型，例如，形态学数据、线粒体数据、少量蛋白质编码基因序列数据和鸟类物种基因组数据等等，对新鸟小纲主要类群之间的系统发育关系，提出各种各样的观点，也产生许多争议。

此次，张国捷研究团队基于更为合理的全基因组的数据，对介于不同的“目”和“科”之间的分类关系进行研究，为现存于世的所有鸟类类群进行了“滴血认亲”，提供了一套新的鸟类分类划分方案。它将新鸟小纲划分为四大分支，除了已有的奇迹鸟类、鸽鸨类、陆鸟类，还提出了一个全新类群——元素鸟类。

其中，第一个分支奇迹鸟类，是以火烈鸟与䴙䴘（pìtī）为代表。第二大分支是鸽鸨类，包含了鸽、鸨与杜鹃。第三大分支则是陆鸟类，囊括了南鸟类和非洲禽类，前者包括雀鸟、鹦鹉、叫鹤和隼等，后者包括海雕、鹰、美洲鹰以及鸱鸮（chīxiāo）和啄木鸟等。

新提出的全新类群被命名为“元素鸟”

生物分类学多用拉丁语命名。元素鸟类作为此次研究提出的全新类群，它的命名源自拉丁语中的“elementum”（元素）和“aves”（鸟）。因为对应水、土和气三种古典元素而得名。

元素鸟类既包括了主要在水域活动的企鹅、潜鸟、信天翁等鹭形类、鹤形类鸟类，也包括了主要在陆地活动的麝雉等，还有更擅长在天空活动的夜鹰、雨燕和蜂鸟等夜鹰目鸟类。过去的研究是把这几种鸟类分散在不同的演化分支里，但经过研究表明，它们其实来自一个单系群，也就是由相同的祖先分化而来。

利用大灭绝后“空档”鸟类快速演化发展

早期新鸟类经历的快速辐射性演化发生时间一直备受争论。之前的分子生物学研究可以推定，这一事件发生在白垩纪末期大灭绝事件附近，但不能判定是在大灭绝之前还是之后。

研究者们提出了两种假说。“大规模幸存”假说认为，新鸟类群的辐射性演化发生在这一大灭绝事件之前，并在希克苏鲁伯陨石撞击引起的全球变化全球变化中幸存下来。

而另一种“大爆炸”假说则认为，新鸟类群的快速分化是发生在大灭绝事件之后，也就是得益于大灭绝事件空置出来的生态位，早期的新鸟类发生了快速的辐射适应演化。现有的化石证据更加支持后一种观点。

此次，张国捷研究团队构建的鸟类系统发育时间树，为新鸟类群在白垩纪—古近纪界线后发生快速的辐射适应性演化提供了更确切的证据。