科普文章
  • 新研究为肤色相关基因如何随人类迁徙而在地球上移动(包括进出非洲)提供了线索
    (化石网报道)据EurekAlert!:为了更好地了解影响皮肤色素的基因,科学家们通过对2092个生活在埃塞俄比亚、坦桑尼亚和博茨瓦纳人的基因组进行测序而编制了一个迄今为止最大最全的数据集之一;这些非洲人在种族和基因上都呈多样化。他们的发现为肤色相关基因如何随人类迁徙而在地球上移动(包括进出非洲)提供了线索。现代人的一个显著特点就是在皮肤色素沉着上存在差异,它一直与地理位置和环境变化相关。除了肤色差异广泛外,人们对造成全球人群肤色差异的基因基础却所知甚少。

    Nicholas Crawford和同事在此发现了基因变异,它们与肤色可能有关。这些结果提示,在SCL24A5基因位点附近的一个浅色素变异基因之一是由并非非洲人的基因流入东非时被引进的。在其它所有被检查的基因位点中,与非洲人深色皮肤色素相关的变异基因与南亚人群和澳洲-美拉尼西亚人群有着相同的渊源。更多的分析表明,与皮肤色素沉着相关的一个DNA特定区域MFSD12所编码的蛋白会影响皮肤产生色素的过程(该过程被称作黑色素生成);Crawford利用斑马鱼和小鼠模型对此进行了证实(它提示其在人类中具有得到保守的功能)。

    作者说,对大量种族背景多样的非洲人进行研究或能帮助发现更多的与皮肤色素沉着相关的基因位点,这能对人类皮肤色素沉着的演化史和适应意义提供进一步的线索。
    2017-10-24
  • 研究显示恐龙的粪便可能帮助滋养了地球 影响一直延续到今天
       
      在这项新研究中,道蒂采集了美国多个地区的煤矿样品,通过测量煤炭中不同元素的含量比较白垩纪和石炭纪地球肥力的差异。
       
      大型动物在生态系统中的重要性要比以往估计的大得多,因为它们能在陆地上长距离迁移,从而使营养物质有效混合。
       
      大型动物的重要性不仅体现在粪便的数量上,而且在于它们能长距离迁移,从而使营养物质有效混合。
       
    (化石网报道)据新浪科技(任天):一项研究显示,恐龙的粪便可能帮助滋养了地球,其影响甚至一直延续到今天。该研究发现,大型恐龙的粪便有助于有机营养物质在地球上的扩散。研究人员表示,大型动物在生态系统中的重要性要比以往估计的大得多,因为它们能在陆地上长距离迁移,从而使营养物质有效混合。
       
      如果恐龙和猛犸象等大型动物不曾存在过,那世界将会变成什么样?美国北亚利桑那大学信息学、计算和网络系统学院的克里斯托弗·道蒂(Christopher Doughty)就一直在思考这个问题。
       
      道蒂已经从事了十多年大型动物研究,他尤其关注这些动物对地球土壤肥力的影响。“有理论称,大型动物在地球的肥力扩散方面有着不够相称的重要性,”他说,“对此最好的检验方法就是比较地球在白垩纪和石炭纪的肥力差异,白垩纪时地球上活跃着最大的食草动物——蜥脚类恐龙,而石炭纪时地球上还没有四足食草动物出现。”在白垩纪和石炭纪期间,植物埋藏的速度要快过分解的速度,从而导致煤的形成。
       
      在这项新研究中,道蒂采集了美国多个地区的煤矿样品。通过测量煤炭中不同元素的含量,道蒂发现,相比石炭纪,植物所需的磷等元素在恐龙活跃的白垩纪更为丰富。研究结果发表在近期的《自然-生态学与演化》(Nature Ecology and Evolution)杂志上。
       
      研究数据还显示,植物和动物不需要的一些元素(比如铝)并没有出现变化,意味着诸如风化等物理过程并不是造成元素含量变化的原因,而是食草动物的存在提高了全球的肥力。
       
      道蒂表示,大型动物的重要性不仅体现在粪便的数量上,而且在于它们能长距离迁移,从而使营养物质有效混合。在这一过程中,磷等元素的含量增加,分布范围扩大,使植物生长更快。换句话说,大型食草动物的活动既能帮助自身所需食物的生产,也对栖息地环境有益。
       
      然而,随着今天地球上的大型动物逐渐走向灭绝,环境面临的风险也越来越大,因为大型动物越少意味着植物也生长得越少。“这是个很重要的问题,有两个原因,”道蒂说,“首先,我们正在以很快的速度失去大型动物,比如森林象,而这些物种的消失将降低肥力,从而严重损害这些生态系统在未来的功能。”
       
      “其次,考虑到大型动物在营养物质扩散中的重要性不成比例的观点,加上动物体型会随着时间推移增大的自然规律,表明地球可能具有某种类似盖亚(希腊神话中的大地女神)的机制,其肥力会随着时间推移而提高。生命会使地球更加适宜更多生命的生存,”道蒂补充道。
    2017-10-24
  • 揭开中国人起源?北京田园洞人基因组出炉
      (化石网报道)中国人到底是从哪里来的?北京房山区周口店田园洞早年曾出土一具男性人类化石,发现是最早生活于东亚地区的现代人类之一,距今约4万年,并称为“田园洞人”。中国科学院研究人员与德国的合作团队,近日成功从该化石的样本中,筛选首个中国地区古人类基因组,亦是整个东亚地区最古老的人类基因组,进一步揭开田园洞人的谜团,同时发现并非现代东亚人的直接祖先。
       
      透过基因测试及比对,科学家证实田园洞人属于古东亚人,但并非现代东亚人的直接祖先,相信田园洞人最终未能繁衍至今。科学家同时发现,虽然田园洞人4万年前曾居住在北京房山区,但却与来自比利时的古欧洲人有一定遗传关系,两者拥有共同的古老基因,但当时田园洞人已有亚洲人的遗传特征,与欧洲人分道扬镳。令人意外的是,与田园洞人遗传关系最接近的,却是美洲的亚马逊人。
       
      科学家认为,会出现此种情况,可能是早期与田园洞人有遗传关系的的古东亚人,曾与一个不知名的古人类族群产生过基因交流,而这个未知族群则可能是从尚未分化的古欧亚人种中某一个分支所演化而来。科学家将在未来的研究中继续进行分析。
       
      据了解,根据现时的学界认知,人类起源于非洲,并成功跨越地理障碍,迁移扩散到高加索、西伯利亚、东亚、澳洲等地区,并再经白令海峡到达美洲。古人类的遗骸、石器等,成为科学家追溯古人类演化过程的重要线索。
       
      相关报道:中国科学家用“探针”从泥土化石中“钓取”DNA
       
      (化石网报道)据经济日报:在德国进行研究时,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹与合作者开发了一种神奇的技术,他们合成一系列特殊的DNA探针,当作鱼钩,在泥土、化石等样品中“钓取”极其微量的古人类DNA。用这样的方法,2013年,付巧妹拼接出古人类田园洞人的第21号染色体。现在,她又钓取并拼接出另外几十条染色体,得到第一个来自中国的古人类的整个基因组。
       
      在获得该基因组数据后,研究人员将其与全球现代人及古人类基因组数据进行比对,只有来自比利时35000年前的古欧洲人“跳了出来”。这意味着,他们二者存在一定的遗传关系。
       
      然而,研究最终证实,田园洞人属于古东亚人,但并非现代东亚人的直接祖先。
       
      付巧妹说,一种可能的情形是,早期与田园洞相关的东亚人,曾与一个神秘的未知人群发生过基因交流。这个未知人群可能是从尚未分化的古欧亚人群中的某一亚群演化而来。
       
      研究人员认为,因为一些田园洞人基因组中的古老基因,在现代东亚人基因组却没有发现。因此,东亚人的祖先另有其人。
       
      付巧妹表示,如果美洲土著人群的祖先只有一个,如果当时迁移到美洲就是只有田园洞人支系,那么,现代美洲土著的各个人群,和田园洞人应该有着相似的遗传关系,因为他们的同一祖先是在田园洞人时间之后分化的。
       
      但令人意外的是,基因组数据比对显示,在美洲土著各个人群中,只有亚马逊人与田园洞人的遗传关系最近。付巧妹表示,这意味着,亚马逊人的美洲土著人群或繁衍自未知的古人类支系,这些支系与田园洞人相关的人群有关。
       
      相关报道:中外科学家成功“钓取”东亚最老人类基因组数据
       
      (化石网报道)据中新社北京10月13日电(张素):中国科学院古脊椎动物与古人类研究所13日公布最新研究成果:中外科学家首次获取中国地区古人类全基因组数据。这也是目前东亚最古老的人类基因组数据。
       
      科学家们研究的“老祖宗”是一具出土于北京房山田园洞、距今4万年前的男性骨骼化石,他们称他为“田园洞人”。问题随之而来:“田园洞人从何而来?”
       
      关于这件事其实存在争论,2013年中外科学家合作开展的研究认为“田园洞人与现代亚洲人的遗传关系更近,应该是古东亚人群的代表。”仅隔一年,有证据显示现代欧洲人混入更古老的遗传成分,并对“田园洞人是古东亚人”的说法提出质疑。
       
      解答问题的关键是脱氧核糖核酸(DNA)。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与德国马普进化人类研究所等团队合作研发新技术,成功地把仅占古人类DNA样品0.03%的古人类基因组提取出来并进行测序。
       
      中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹将这种技术比喻为“钓取”,即先合成一系列特殊的DNA探针当作“鱼钩”,再从在泥土、化石等样品中“钓”想要的古人类DNA。她强调说此次“钓取”的田园洞人基因组测序数据涵盖了基因组上研究人员最感兴趣的群体遗传学基因的位点。
       
      付巧妹说,通过比较田园洞人和未混入古老遗传成分欧洲人的基因组数据,确定距今4万年前的田园洞人已呈现亚洲人遗传特征,即与欧洲人“分道扬镳”。不过,田园洞人是古东亚人,却并非现代东亚人的直接祖先。
       
      科学家们惊讶地发现,距今4万年前生活在北京房山的田园洞人与来自比利时、距今3.5万年前的古欧洲人有着遗传上的联系。换句话说,这为亚洲人和欧洲人具有复杂的遗传历史提供了有力的直接证据。
       
      田园洞人也与美洲土著人群有关联,尤其是与美洲的亚马逊人关系最近。美洲现代人迁移发生在距今约2万年前,由亚洲经过白令海峡进入美洲。科学家们由此推断,美洲土著人群也具有遗传多样性,至少是由两种甚至更多亚洲祖先人群繁衍而来。
       
      相关报道:首个针对中国地区古人类全基因组研究成果发布
       
      (化石网报道)据新华社:首个针对中国地区古人类的全基因组研究成果12日在《当代生物学》杂志上发表,题目为“四万年前亚洲人为欧亚早期人群结构提供新洞见”。这项研究分析了距今四万年前出土于北京房山田园洞的一具男性个体的基因组,发现东亚早期人群组成十分复杂。
       
      该项目由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与德国马普进化人类研究所等团队合作完成。这项研究获取了第一个中国地区古人类的全基因组数据,也是整个东亚目前最为古老的人类基因组数据。
       
      据专家介绍,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室通过最新古DNA技术,将仅有0.03%的古人类全基因组数据从富含细菌和真菌DNA污染的古人类DNA样品中捕获出来并测序。通过比较田园洞人和未混入古老遗传成分的欧洲人的基因组数据,确定了4万年前的田园洞人确已呈现亚洲人遗传特征。虽然田园洞人是古东亚人,但他并不是现代东亚人的直接祖先,暗示了四万年前亚洲人群的多样性。
       
      此外,论文还披露了一些出乎意料的发现。分析显示,四万年前的田园洞人和一
       
      个来自比利时35000年前的古欧洲人有着遗传上的联系。这种联系在同时期的其他古欧洲人中并没有被发现。因此,很有可能当时的东亚人并非和欧洲人发生基因交流,而是与同田园洞人和比利时古人相关的一个未知人群发生过基因交流;这个未知人群从尚未分化的古欧亚人群中的某一亚群演化而来。这两个古人个体之间的遗传联系,为欧洲人和亚洲人具有复杂的遗传历史提供了有力的直接证据。
       
      据了解,该项研究获国家基金委和中国科学院重点研究项目、先导项目基金的资助。
       
      相关报道:第一个中国地区古人的基因组数据完成
       
      (化石网报道)据光明日报北京10月13日电(齐芳):我们从哪里来?要往哪里去?人类的起源与演化一直是学术界关注的焦点。北京时间10月13日,中、德联合科研团队在学术期刊《现代生物学》(Current Biology)上发表论文称,他们从出土于北京房山田园洞、距今4万年前的一具男性个体化石上,成功提取了全基因组。这不仅是第一个中国地区古人的基因组数据,也是整个东亚目前最为古老的人类基因组数据。分析结果显示,东亚早期人群组成十分复杂。
       
      据该项研究的主要完成人之一、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹介绍,基因是揭示人群亲缘关系的最直接证据之一,提取和分析古DNA是目前该领域前沿热点技术。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室运用最新技术,将仅有0.03%的古人类基因组数据从富含细菌和真菌DNA污染的古人类DNA样品中捕获出来并测序。
       
      这样的证据让人们对中国古人类的起源和演化了解更加深入。据付巧妹介绍,之前对于田园洞人的研究让科学家们非常迷惑:2013年的研究发现,相比于现代欧洲人,田园洞人与现代亚洲人的遗传关系更近,应该是古东亚人群的代表。但2014年的新证据又显示,现代欧洲人混入了更为古老的遗传成分,这会使现代欧洲人在遗传上远离其他人群——也就是说,2013年的证据已经无法明确支持“田园洞人是古东亚人”的结论。
    2017-10-24
  • 北京大学古生物专业薛逸凡一个人的毕业照与化石保护者的一声叹息
      (化石网报道)据科技日报:因为一张“一个人的毕业照”,北京大学古生物专业连同毕业照上的学生都成了网红。网红引发的不仅仅是网友的留言吐槽,还有化石保护者的一声叹息。
       
      10月11日,在湖北宜昌举行的“国际化石日”化石保护论坛上,不少化石科研、保护人士话里话外都回避不了一个问题:化石这么重要,为何研究化石的人那么少,保护化石的人才更少?
       
      化石有多重要?用国家古生物化石专家委员会办公室副主任王丽霞的话说就是:“化石研究生命起源和进化的重要载体,让我们知道生命从哪里来,到哪里去;化石还是国民经济不可分割的重要部分,国民经济工作地质先行,地质工作找矿先行,化石则是找矿的重要基础材料。”
       
      那么,化石研究与保护人才有多缺?“我是2005年从中国地质大学地质学专业毕业的,那一届60个毕业生现在还从事地质古生物工作的也就两三个。”四川自贡恐龙博物馆李飞告诉科技日报记者。
       
      “说到底还是挣不来钱,搞化石保护是需要情怀的。”李飞所在自贡恐龙博物馆,是同类展馆中运行比较好的,也有事业编制,但是仍然难以引进高素质的化石保护专业人才。
       
      记者了解到,因“一个人的毕业照”而成为焦点的北京大学古生物学专业,被称为“六代单传”,因为每届只有一个毕业生,是名副其实的“高冷”专业。在中国地质大学,虽然伴随着扩招,地质学专业人数比李飞在校时有所增加,但从全国来看,开设古生物专业的院校仍然屈指可数。
       
      近几年,由于矿产资源开发进入低谷,与矿产开发相关的地质学、古生物学就业前景也不被看好,这就更加剧了人们对这些专业的敬而远之。
       
      王丽霞认为,化石研究与保护有它的专业性,不懂专业的人就没办法把这项工作扎实地搞好,不是出台几个管理办法就能达到保护的目的,首先还要解决人的问题。
       
      在研讨中科技日报记者发现,专业人才缺乏的背后,还暗藏着各地对化石开发的躁动,说到底还是对化石专业性的漠视。
       
      近年来,随着经济的发展和文化的提升,化石的价值也逐渐被地方政府所认识到。“过去当地老百姓把猛犸象骨入药,把象牙当小孩玩的兵器和栓马桩,全国各地都去青冈收购猛犸象化石,可就是没有人研究。”黑龙江省青冈县国土资源局局长丁襟友说,最近几年,县里不仅出台了保护办法,成立了保护机构,而且也开始借化石搭台,让经济唱戏。
       
      王丽霞也告诉记者,现在博物馆越办越多,包括各类化石博物馆在内,全国每一天半就有一个博物馆诞生,“这是一个不合理的现象,化石博物馆必须在保护的基础上建设,有些博物馆该不该建、怎么建都需要仔细研究。”
       
      专家告诉记者,大型脊椎动物化石的保护是一门深奥的科学,比如在我国北方地区不适宜就地建设化石遗址保护博物馆,因为北方地区四季温差太大,化石极易自然风化。但是,我国北方有多个城市在发现化石后,不顾专家建议大规模发掘,将其作为地方旅游名片,导致某些化石几年时间就发现了严重的风化,这在化石专业人士看来就是急功近利的行为。
       
      “看不懂,不好玩,没意思。”博物馆如雨后春笋一般冒出后,又带来另一个问题。中国科技大学科学传播研究发展中心张静明研究员曾在中小学生中做过科普类博物馆的调查,他发现博物馆的内容建设往往比较呆板,不利于科普传播。
       
      专家建议,在化石博物馆逐步向公众免费开放后,应承担起化石保护和科普传播的双重职责,加强博物馆专业人才队伍的建设,成为化石保护的技术支撑单位;同时,加强博物馆文创产品的开发,通过百姓通俗易懂、喜闻乐见的形式把科学知识传播出去,也为博物馆增添造血功能。
    2017-10-13
  • 中国考古学家到非洲探索人类起源 在东非大裂谷发现旧石器地点
      (化石网报道)据大河报(游晓鹏):由河南省文物考古研究院、山东大学等组成的考古队,在东非大裂谷的调查中发现一处旧石器地点,经肯尼亚国家博物馆考古专家确认,以往在此区域从未发现旧石器遗址,这个发现非常重要。这是迄今为止中国考古学家在非洲发现的第一处旧石器地点。
       
      该地点位于肯尼亚裂谷省纳库鲁市玛卡里亚瀑布,考古学家在瀑布附近的砾石层中采集到11件石制品,类型包括石核、石片、石叶、尖状器等,原料为优质的黑曜岩和燧石。可能为古人在瀑布附近的砾石层中寻找优质石料加工石器的遗存。该考古队队长、河南省文物考古研究院研究员、山东大学博士生导师李占扬认为,此地应是一处制作石器的场所。
       
      另外,距砾石层南约50米的火山灰层中发现类似石制品,李占扬认为那里可能是古人生活的区域,遗址年代可能为旧石器中期(距今10万年左右)。
    2017-10-13
  • 早白垩世地层中发现的“大平方翼鸟”化石将鸟类适应飞行的骨愈合时间推前4000万年
       
      腕掌骨和腰带骨骼愈合在副鸟类中的演化(王敏供图)
       
    (化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:《美国科学院院刊》(PNAS)10月9日发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、李志恒与周忠和完成的关于早期鸟类腕掌骨和腰带骨骼愈合的研究,提出作用于这些骨骼愈合的发育过程在鸟类演化早期是多效性的,在鸟类演化后期,这些发育过程可能受到飞行的选择限制而失去了多效性,可能反映了发育可塑性。
       
      相比于其它脊椎动物,鸟类骨骼系统最大的特点就是骨骼愈合程度高,以适应飞行的需要。其中最为明显的是手部的远端腕骨和三个掌骨愈合而成腕掌骨,腰带的髂骨、耻骨和坐骨围绕着髋臼愈合在一起。上述这些骨骼在多数爬行类,特别是鸟类的恐龙近亲中很少发生愈合,但亦有例外,如阿瓦拉慈龙类的Mononykus具有愈合的腕掌骨,而驰龙类的Balaur同时具有愈合的腕掌骨和腰带。长期以来由于缺少过渡环节的化石,以及对现生鸟类骨骼愈合过程研究的不够,这些骨骼的愈合在鸟类演化历史中是如何发生的尚不清楚。
       
      近期,王敏、李志恒与周忠和发现了一件距今约1.2亿年的早白垩世反鸟类化石,保存了完全愈合的腕掌骨和腰带,这也是目前已知最早的同时具有愈合的腕掌骨和腰带的鸟类。研究人员以此为契机讨论了上述骨骼在副鸟类中的愈合程度,以及主要的转变阶段(副鸟类Paraves,是指包括所有鸟类,但并不包括窃蛋龙类的最广义类群,其中包括鸟类、擅攀鸟龙类、伤齿龙类和驰龙类)。通过对祖先节点特征的恢复,研究人员认为腕掌骨和腰带的愈合是在少数非鸟类兽脚类恐龙、反鸟类和今鸟型类中独立发生的。在早白垩世鸟类中,小翼掌骨和大掌骨很少发生愈合,所以严格意义上的腕掌骨并不发育。而腰带的三块骨骼愈合也很少在这一时期的鸟类出现。但所有的晚白垩世鸟类都具有完全愈合的腕掌骨和腰带,显示了一种特殊的演化过程,但却未受到关注。
       
      在达尔文模式演化中,一种表型特征的出现很少是递进式,因为作用于该表型特征的发育过程在最初是多效性的,使得该表型特征具有多种状态。而腕掌骨和腰带愈合在副鸟类中的“不稳定”出现,恰恰说明作用于骨骼愈合的发育过程在鸟类演化之初是多效性的——愈合、不愈合、不完全愈合在个别非鸟类兽脚类恐龙和早期鸟类中都有出现。而这些骨骼的愈合在晚白垩世鸟类中毫无例外的出现,表明它的发育过程在鸟类演化后期受到“限制”,失去了多效性,而骨骼愈合就此被“固定”在鸟类演化中。到底是什么样的机制造成发育过程多效性的失去,从而有利于腕掌骨和腰带愈合的出现?研究人员提出两种可能的解释。一种是基因或者调控作用发生了变异,导致愈合的腕掌骨和腰带在鸟类演化伊始的出现。另一种则可能与飞行的作用有关。愈合的腕掌骨能够为飞羽提供稳定的附着点,而愈合的腰带能够更好发挥承重以及负担后肢肌肉的作用。上述骨骼在少数早白垩世鸟类的出现是飞行结构优化的体现,反映了不同环境(运动方式由陆地奔走变成飞行)作用下的发育可塑性(不愈合变为愈合)。上述两种假说还需要发现更多的化石并结合发育生物学的研究进行论证。
       
      该研究得到了国家自然科学基金委员会基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”的资助。
       
      文章链接:http://www.pnas.org/content/early/2017/10/03/1707237114.abstract 
       
      相关报道:中国化石将鸟适应飞行的骨愈合时间推前4000万年
       
      (化石网报道)据新华社华盛顿10月9日电(林小春):中国研究人员9日说,他们发现了距今大约1.2亿年前早期白垩纪的一种原始鸟类化石,对该化石的研究显示这种鸟具有完全愈合的小翼掌骨和大掌骨以及愈合的腰带三块骨骼(耻骨、坐骨和髂骨),这一发现把与飞行相关的鸟类骨愈合时间推前超过4000万年。
       
      这项工作由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、李志恒与周忠和三人合作完成,论文当天发表在新一期美国《国家科学院学报》上。
       
      第一作者王敏通过电子邮件接受新华社记者采访时说,新发现的原始鸟类叫大平方翼鸟,于2016年发现于辽宁省建昌县喇嘛洞乡附近早白垩世的地层中。
       
      王敏说,大平方翼鸟属于反鸟类,反鸟类是白垩纪出现的一类相对原始的鸟类,其肩带骨骼的关节组合与现生鸟类的相反。反鸟类是中生代多样性最为丰富的鸟类类群,但在白垩纪末期的生物大灭绝事件中全部灭绝。大平方翼鸟的后肢形态显示其很可能是一类树栖鸟类,其主要的特征包括前颌骨具有5枚牙齿,肱骨发育上腹髁突,小翼掌骨和大掌骨完全愈合,腰带的三块骨骼愈合。
       
      据王敏介绍,鸟类在其漫长的演化历史中,骨骼系统发生了巨大变化,而很多变化都是为了适应飞行,这其中就包括很多骨骼相互愈合形成复合骨,比如三块掌骨和腕骨愈合形成腕掌骨,愈合的腕掌骨能够更好地附着飞羽;腰带的三块骨骼愈合在一起,从而形成一个稳定的主要用于支撑体重的结构。
       
      他说,腕掌骨和腰带的三块骨骼很少在其他脊椎动物中愈合。而且,长期以来由于缺乏过渡类型的化石,发育生物学也很少关注鸟类骨骼的愈合过程,所以这些骨骼的愈合在鸟类演化中是何时、如何出现的,学术界一直没有弄清楚。
       
      他说:“本次新发现的原始鸟类同时具有愈合的腕掌骨和腰带,这也是目前已知最早的同时具有愈合腕掌骨和腰带的原始鸟类,为我们讨论骨骼愈合提供了重要化石依据,同时也是古生物学和发育生物学相结合的一个契机。”
    2017-10-13
  • 新测序的尼安德特人及远古现代人基因组增进我们对人类进化的了解
      (化石网报道)据EurekAlert!:两项对远古人类基因组的新研究为我们祖先及其表亲尼安德特人的生活提供了宝贵的线索。科学家们首先对采自一个女性尼安德特人的新基因组进行了测序,后者仅是对尼安德特人所做高品质完全测序的第二个基因组。这一进展证实了有关尼安德特人的若干推测,但它也揭示了新发现的该人种对现代人基因的贡献。
       
      尼安德特人在进化上与所有的当代人最为接近,因此它们对人类生物学和历史的研究提供了独特的视角。迄今已经对5个尼安德特人的基因组进行了测序,然而仅得到一组高品质的数据,该数据来自在西伯利亚发现的一个“阿尔泰尼安德特人”。在克罗地亚凡迪亚(Vindija)某洞穴中发现了3个基因组定义不甚明确的人,在俄国的玛兹梅斯卡亚洞穴(Mezmaiskaya Cave)也发现了一个基因组定义不甚明确的人。
       
      Kay Prüfer和同事在此成功地分析了数十亿个DNA片段,它们采自该克罗地亚洞穴新发现的个体,后者被称作Vindija 33.19,这是一个生活在大约5万2000年前的女性。与先前的研究发现类似,该遗传学数据表明,尼安德特人生活在小型且隔绝的大约有3000人的人群中。从前经过测序的阿尔泰尼安德特人的基因组表明,该人的父母为同父异母或同母异父的兄弟姐妹,这令科学家们怀疑,尼安德特人与家庭成员间的杂交是否常见;然而,新测序的Vindija基因组并未显现类似的乱伦模式,这表明阿尔泰尼安德特人父母间近亲繁殖的极端情况在尼安德特人中可能并非普遍存在。然而,在克罗地亚洞穴中发现的Vindija 33.19看来确实与在该洞穴中发现的经过基因测序的另外3个人中的2人有着共同的母系祖先。
       
      作者用Vindija 33.19基因组来分析尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人中的演化分歧和基因流动。他们报告的许多结果包括,在12万年前至14.5万年前,即在克罗地亚尼安德特人与西伯利亚尼安德特人歧化之前,早期现代人基因流入尼安德特人。根据这一新的高品质基因组,作者估计,现代的非非洲人群携带的尼安德特人比例在1.8-2.6%间,这比先前估计的1.5-2.1%要高。最后,他们在该尼安德特人基因组中发现了丰富的新型基因变异,这些变异对现代人都有影响,它们包括与血浆LDL胆固醇浓度、维生素D浓度、饮食失调、内脏脂肪累积、类风湿性关节炎、精神分裂症及抗精神病药反应相关的基因变异。
       
      由Martin Sikora等人所做的第二则研究聚焦于4个古代的但解剖学上属于现代人的基因组,他们是在俄国松希尔的埋葬地被发现的。这些基因组为人们提供了难得一见的旧石器时代晚期的人类社会结构。这些人生活的时期大约在3万4600年前至3万3600年前之间,他们全为男性,而且相互之间没有血缘关系。此外,研究人员在他们中没有发现见于阿尔泰尼安德特人中的近亲繁殖特征。尽管这些人只是一个小型基因群体的一部分,但鉴于这些人中的基因多样性,作者提出,他们的繁殖对象可能来自其狩猎-采集氏族之外。作者还重点介绍了这些基因组与尼安德特人基因组进行比较及混合的方式。
    2017-10-13
  • 中国境内发现的一窝恐龙蛋化石显示有色蛋壳并非鸟类专利
      
      化学分析从这些化石蛋找到胆绿素和原紫质这两种色素的痕量,现代鸟蛋上通常可以发现它们。 PHOTOGRAPH BY TZU-RUEI YANG, THE PALEOWONDERS MUSEUM OF FOSSILS AND MINERALS, TAIWAN
       
    (化石网报道)据美国国家地理(撰文:John Pickrell 编译:石颐珊):出乎古生物学家意料之外,中国境内发现的一个化石蛋巢显示有色蛋壳并非鸟类专利。
       
      旅鸫(American robin)或许以美丽的蓝色鸟蛋闻名,但是古代身披羽毛的恐龙早已抢先一步。
       
      研究人员在来自中国的化石蛋壳上找到了证据,显示一种神似鸵鸟的杂食性恐龙曾产下蓝绿色的蛋,可能形成保护色,掩饰在地表挖成的开放式蛋巢。
       
      这项发现颠覆了一项常见假设:「所有人都以为恐龙蛋是白色的,」耶鲁大学的亚斯米娜?维曼(Jasmina Wiemann)说,她是该研究的共同作者。
       
      很多鸟会下白色、无色素的蛋——所有的蜥蜴、海龟、鳄鱼,和唯二会下蛋的哺乳类,鸭嘴兽和针鼹,也都如此。因此,鸟类学家长久以来都推论,有色蛋壳只有在某些鸟类群体中演化,发生于非禽类恐龙(nonavian dinosaurs)灭绝以后。
       
      「一旦『有色蛋只在鸟类间演化,且为现代鸟类特征』这个论点被提出以后,就没有人再去思考或斗胆提问恐龙蛋有没有颜色,」维曼说。
       
      现在,维曼和她在德国和加州的同事们进行的研究将有色蛋的根源往回推到至少白垩纪晚期。
       
      他们在《同侪J》(PeerJ)」期刊发表的报告指出,偷蛋龙(oviraptor)当中的黄氏河源龙(Heyuannia huangi)会产下深蓝绿色的蛋。这个物种通常出土于中国东部的化石层,长着鹦鹉喙状嘴和羽毛,用后肢行走,身长约150余公分。
       
      经过化石化过程,许多恐龙蛋会呈现黑色或褐色,但是河源龙蛋展现一抹不寻常的蓝。科学家因此思索,这些蛋是否还藏有原先的颜色。
       
      他们利用化学分析来检测胆绿素和原紫质这两种色素的痕量,现代鸟蛋上通常可以发现它们。数百万年前,这些蛋的颜色可能更绿,维曼说,可能和今日在澳洲地表筑巢产卵的鸸鹋和食火鸡类似,这种蛋可以和周遭植物融为一色。
       
      我先前学到的是,能在化石上观察到的所有奇怪颜色,例如蓝绿色调,可能都来自矿物沉淀,」维曼说。
       
      「我们筛选过了很多蛋壳,然后某天这些偷蛋龙的蛋出现阳性反应。这真是大惊喜。我简直难以置信。」
       
      分子革命
       
      这项发现突显出我们对于恐龙化石保存的思考改变了多少,以及我们还能学到多少关于这些动物本来样貌的事,大卫?瓦里奇欧(David Varricchio)说,他是美国蒙大拿州立大学的恐龙生殖专家,并没有参与研究。
       
      微量色素的发现「体现了分子古生物学这个领域的成长与潜力,」瓦里奇欧说。 「运用新仪器和新技术能从化石上找到些什么,这非常令人兴奋。」
       
      有些古生物学家主张兽脚类恐龙,包含现代鸟类祖先,会筑开放式的巢并产下暴露在外的蛋,瓦里奇欧说。新发现可以佐证这个主张,因为当代只有将蛋暴露在外的鸟类才会产下含有色素的蛋壳。
       
      有色蛋只是一例,其他还有一整系列先前以为只出现在鸟类的特征——例如羽毛和叉骨——其实继承自恐龙,马克.诺瑞尔说(Mark Norell),他是位于纽约市的美国自然史博物馆(American Museum of Natural History)古生物学家。
       
      「恐龙在演化出鸟类以前就先演化出有色蛋——鸟类生产有色蛋只是因为它们的祖先如此,也就是不会飞的非禽类恐龙,」他说。
       
      维曼正在从一些与筑开放性巢的鸟类关系比较近的食肉恐龙中寻找其他有色蛋。她也在寻找是否有恐龙会下条纹或斑纹蛋。
       
      「很多在地表筑巢的鸟类都会下布满斑点的花纹蛋,」诺瑞尔说。 「如果我们能证明这些恐龙蛋也有某种伪装,事情就清楚多了。」
    2017-10-13
  • 广西隆安娅怀洞遗址考古发掘出16000多年前人类头骨化石
      
      
       
       
       
      广西隆安娅怀洞遗址考古发掘出16000多年前人类头骨化石
      
    (化石网报道)据广西电视台(新闻频道 锦丝):在国家文物局、广西文化厅的大力支持下,广西文物保护与考古研究所组织专业人员对隆安娅怀洞遗址进行了三年(2014-2017)的连续发掘,获得了一系列重要发现: 2015年6月,考古团队开始进行发掘工作,发掘工作分为四个区域,总揭露面积40多平方米,发掘深度近8米,文化堆积厚度约5米,时间跨度从四万多年到几千年,表明从旧石器时代晚期到新石器时代晚期,都有史前人类在这里活动。  
      此次发掘出土了一个年代距今16000多年前的完整人类头骨化石,发现了年代距今28000年前的疑似水稻植硅体,以及两处史前人类用火遗迹。出土了数以万计的石制品,陶片、骨器等文化遗物。此外还出土了大量的螺壳、蚌壳、鱼骨,大小哺乳动物遗骸及植物等种类丰富的自然遗存。  
      据了解,洞穴遗址是考古发掘里面难度最大的,像娅怀洞这样具有丰富自然遗存的洞穴,发掘难度简直是难上加难。娅怀洞遗址发掘具有非常重大的学术价值。它不仅对于研究我国南方及东南亚地区史前文化,更新世晚期人类行为及文化的多样性,提供了珍贵的资料,还填补了右江流域史前文化的缺环,进一步完善了广西史前文化序列。
    2017-09-29
  • 《美国科学院学报》:异时发育退化才是导致鸟类牙齿丢失的直接原因

    (化石网报道)据科技日报(姜靖):众所周知,所有现生的鸟类都没有牙齿,它们各自进化出不同形状的喙,以适应不同的取食需求。不过,化石记录表明,早期鸟类和它们的祖先兽脚类恐龙一样嘴里都是长满牙齿的。以往科学界对现生鸟类喙的发育过程有比较深入的研究,但是对鸟类牙齿丢失的原因却一直众说纷纭。
       
      那么,鸟类到底是如何在漫漫历史长河中把牙给弄丢了呢?
       
      9月26日,发表在《美国科学院学报》上的一项最新成果称,在窃蛋龙类和基干鸟类中发现了牙齿在个体发育过程中逐渐丢失的现象,并指出牙齿的异时发育退化才是导致鸟类牙齿丢失的直接原因。
       
      鸟类没牙齿,是为了减重还是基因突变
       
      首都师范大学生命科学学院王烁博士9月26日接受科技日报记者采访时表示,人类对鸟喙形态的研究历史可以追溯到19世纪中叶。当时,达尔文在随“贝格尔号”进行环球航行时,注意到了生活在加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀具有不同的形态的喙,可以帮助它们适应不同的食性并占据不同的生态位。虽然达尔文将这一发现作为支持物种进化的有力证据写入了《物种起源》,但他并没有回答鸟类牙齿如何丢失的问题。
       
      最早关注鸟类牙齿丢失问题的可能是荷兰古生物学家海尔曼,他在1927年出版的一本名为《鸟类起源》的书中提到:“最早的鸟类有牙齿,但是后来鸟类长出了角质喙,因为角质喙代替了牙齿的功能,牙齿不再使用,所以就掉光了。”虽然海尔曼并没有回答鸟类的牙齿是怎么掉光的,但此后的整个20世纪似乎没有人对这一所谓的答案产生过疑问。20世纪50年代,甚至有人进一步提出,鸟类牙齿丢失是为了减轻体重,从而更利于飞行。
       
      “为了获得一个功能而失去或得到一个器官,在演化上是很难实现的,这好比人类想飞上天,但从来不会长出翅膀。”王烁说,不过,当时并没有人对此提出质疑。“因为不论是支持还是反对都需要证据,彼时全世界发现的早期鸟类化石都非常稀少,由于标本有限而且相当破碎,人们根本无法系统推测早期鸟类到底长什么样儿,也不清楚长牙的早期鸟类究竟只有始祖鸟还是所有的早期鸟类都长牙。”
       
      在随后的很长一段时间里,科学界对此并无更多探讨。直到2014年底,有学者在分析了数百种没有牙齿的现生脊椎动物基因序列的基础上提出:鸟类没有牙齿是因为它们与牙齿发育相关的基因发生了突变。
       
      “实际上,大多数早期鸟类都是长牙的,只不过长得不是很整齐,有些丢失前面的几颗牙,有些丢失后面的几颗牙。牙齿只要能生长就说明早期鸟类与牙齿发育相关的基因并没有发生突变,而是某些其他的原因导致鸟类牙齿的丢失。因此从那时候起,我就怀疑这些学者的观点可能是站不住脚的。”王烁说。
       
      牙齿长丢了,是否缘于异时发育退化
       
      去年12月22日,王烁研究团队就曾报告称,他们在新疆发现了一种幼体长牙、成体无牙的恐龙——难逃泥潭龙。这种恐龙刚出壳时,幼体嘴里至少有42颗牙,到了半岁时就只剩下34颗,而到了接近一岁时牙就全部丢光了。这是科学家第一次在恐龙中观察到牙齿长丢了的现象。为此,他们试图从中探析鸟类牙齿丢失之谜。
       
      在本次研究中,研究小组发现牙齿在个体发育过程中逐渐丢失的现象在窃蛋龙类和基干鸟类中同样存在,并且在恐龙向鸟类演化的过程中牙齿异时发育丢失的时间不断提前。研究小组称,这说明牙齿的异时发育退化才是导致鸟类牙齿丢失的直接原因。
       
      所谓异时发育,就是发育的时间和速率发生的改变。我们看到的动植物的很多特征都是异时发育的结果。王烁举个了通俗的例子,比如雄狮长有鬃毛,雌狮则没有。这是因为在这个特征上雄狮比雌狮多走了“一步”。在王烁看来,对于鸟类的牙齿丢失而言,相对其祖先兽脚类恐龙不是多走了一步而是少走了一步。
       
      鸟类的祖先恐龙是有牙齿的,但是有那么几种恐龙,第一代牙齿还出现,随后的几代牙齿慢慢就不长了,取而代之的是角质喙慢慢长出来了。最初长牙的基因没有突变丢失,而是慢慢关闭了。作为一个新出现的器官,角质喙慢慢取代了牙齿的功能,成为了鸟类取食的重要器官。此后,作用于牙齿发育基因上的自然选择压力逐渐减小,这些基因开始发生突变。这说明科学家们在现生鸟类中发现的基因突变是鸟类演化后期才出现的现象,而真正导致早期鸟类牙齿丢失的原因来自异时发育。“人类现有的技术还不能直接检测鸟类化石上残留的遗传物质,因此要想回答鸟类的牙齿是如何丢失的问题,还必须借助古生物学证据。”王烁说。
       
      恐龙掉牙关鸟啥事,最新研究靠不靠谱
       
      那么,问题来了。恐龙牙齿丢失关鸟类喙的演化什么事儿?新研究真的就这么靠谱吗?
       
      王烁解释说:“目前的证据普遍支持兽脚类恐龙是鸟类的祖先,因此要研究鸟类起源以及鸟类重要特征的起源,就先要知道鸟类的祖先身上发生过什么。这一点就好比我们想知道人类的起源,就需要研究猩猩一样。”
       
      而且王烁认为,相比以往对于鸟类牙齿丢失的假说,这一新的发现更有说服力。首先,王烁研究小组通过基于大数据的特征相关性分析发现,牙齿的丢失与角质喙的发育存在着必然的联系。以往的研究表明,骨形态发生蛋白BMP不仅控制着牙齿发育,也参与角质喙的发生过程。通过发育生物学实验证实,这一信号通路表达的上调在引起牙齿发育中断的同时还可以促进角质喙的生长——这一结果第一次阐明了牙齿异时发育退化可能的机制。
       
      其次,从泥潭龙到窃蛋龙再到早期鸟类都存在这一现象,说明牙齿的异时发育丢失是脊椎动物牙齿演化常用的一种“手段”。
       
      因此,王烁研究团队得出的结论是建立在多条证据链的基础上,通过形态学、演化发育生物学、大数据分析等分析手段获得的,具有很高的可信度。这一工作标志着鸟类牙齿如何丢失这个困扰科学家们将近一个世纪的科学问题或许最终得到了回答。
       
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      为什么一些鸟看上去好像有牙
       
      鸟类有牙齿吗?任何一位生物学家都会回答:绝对没有。然而很多人宣称自己看到了鸟类的牙齿,这是怎么回事呢?
       
      如果有机会近距离观察灰雁,你会发现,它们上下喙的外部边缘是锯齿状的,这样的构造能让灰雁轻松地咬断嫩枝和青草。不过,这可不是真正意义上的牙齿,科学家称之为齿状喙。
       
      还有很多鸟类口中都有或大或小、高低不平的刺,这些倒刺向后伸出,貌似牙齿,可以确保吃下去的东西不会吐出来。当然,这也不能算是牙齿。
       
      此外,除了几维鸟,所有鸟类都在颅部前端有一个很小很尖的凸起,叫做卵齿,是用来划破蛋壳求得新生的。当幼鸟破壳之后,卵齿很快会脱落或者被吸收掉。尽管被称为卵“齿”,但这个构造其实只能算是角或者骨刺。
    2017-09-29