北京自然博物馆 张昌盛

随着分子系统学的形成和发展, 它在生物多样性, 特别是在动物的多样性研究中得到了广泛的应用。

1　物种起源及其分化

分子系统树在分析物种起源与分化的应用中,对有关人类起源及种族分化的研究比较多。根据对mtDNA片段序列构建的分子系统树的分析,有人认为大猩猩与人,也不排除黑猩猩与人的关系最近。长谷川政美认为人同黑猩猩的关系最近,且人类同黑猩猩的分歧时间在400万年前左右。在人类起源地的研究上,俞民澍等认为亚洲大陆可能是人类的发源地,而另一些人则认为非洲是人类的发源地。在探讨种族分化的研究中,分子系统学也有重要作用。另外,分子系统树在探索家狗的起源等其它一些动物方面也显示出优越性。

2　种内及种间系统进化关系

在种内及种间系统进化关系研究中,分子系统学是应用最广的。在偶蹄目动物研究中, 通过最早的化石研究发现有角鹿类是与现生麂类相似的。利用分子系统学也推断出鹿亚科动物与麂亚科之间的关系比鹿亚科同美洲鹿亚科之间的关系要近,且鹿亚科与麂亚科是姐妹群。在鸟类中,利用mtDNA的细胞色素b序列构建分子系统树,从中分析得到新大陆的秃鹫更接近于鹳形目的白鹳,而不是传统上的更接近于旧大陆的秃鹫。在对种内关系的研究中,日本梅花鹿各种群之间的进化关系也得到了解释。

3　动物分类

利用物种在分子系统树的相应位置以及物种之间的分歧时间,来解决一些分类问题。在属的水平上应用较多,即对一些物种进行属的归类。在种及亚种的划分上,Masuda等根据细胞色素b和12SrRNA的序列比较,得出日本鼬(Mustela itaits)和西伯利亚鼬(Mustela sibirica)为两个独立的种,而以前在形态学上则将这两个种都定为西北利亚鼬的两个亚种。

4　动物保护利用

这里有一著名例子,就是关于美国红狼(Canis rufus)的保护地位问题。以前从形态学上研究,有认为红狼是个独立的种,而另一些则认为是灰狼(Canis lupus)的一个亚种。通过广泛的形态学和分子系统学研究证实,红狼应为灰狼的一个亚种与胶狼(Coyotes)的一个杂交种,而濒危种、亚种或种群之间杂交种不应被保护,因此对红狼的保护由于受到杂交政策的严格执行而处于危险境地。

总之,分子系统学的产生和发展为生物多样性研究带来了一次突破,解决了一些颇有争议的问题。虽然利用一小片段的分子特征构建的分子系统树可能与作为一个整体的种或种群的系统树不相同,但是通过对有代表性的样本大小的多基因的评估,就能推出种群和近缘种间的系统进化关系,并且随着基因序列研究的不断深入,人们获得的分子信息量大大增加,因此在动物系统进化研究中建立使用这些遗传信息的最佳方法就变得愈益重要,这些将无疑使分子系统学为生物多样性及系统进化研究提供一条重要途径。