紐西蘭曾經住著許多不會飛的大型鳥類,其中一群叫作「恐鳥」,可惜幾百年前全部滅團惹。這個 2024 年的論文報告一款恐鳥的古代基因組。

A nuclear genome assembly of an extinct flightless bird, the little bush moa

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

via 這裡

 

根據化石型態判斷,恐鳥至少有 9 個物種。這個論文的取材對象為灌木恐鳥(little bush moa,學名 Anomalopteryx didiformis)。紐西蘭可分為北島和南島,灌木恐鳥原本住在低海拔森林中,估計身高 50 到 90 公分,體重約 30 公斤,是恐鳥家族中最小隻的。

 

這項研究使用的樣本,來自加拿大的皇家安大略博物館,是一位男鳥,論文拼湊出平均覆蓋率 4 的古代基因組。這個論文花很多篇幅,介紹定序、拼裝基因組、DNA 序列的性質,就是那些尼演講時聽到,會失神的基因組定序瑣碎內容。

 

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

 

另外還深入分析某些特定功能的基因,諸君有興趣請自行觀摩。我看完記得的只有,灌木恐鳥的嗅覺受器基因多數都還存在,視覺基因也大致正常。所以他們這方面的感官,和其他鳥類相比,應該沒有太過退化。

 

另一點比較多篇幅的是估計族群數量。這個論文很土直地明確寫出計算過程,根據族群遺傳學的公式「π = 4Nem」。

 

公式中,4 就是 4,Ne 是想要得知的有效族群量。變數有兩個,恐鳥和人類一樣,每號體染色體都有一對,π 是彼此的差異,而 m 是取代率(就是沒有被淘汰,留下的突變率)。

 

如此估計得到的數字是 237555,也就是說根據細胞核基因組,灌木恐鳥長期的鳥口數目大概是 24 萬。

 

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

 

論文也進一步比較,體染色體和性染色體的差異。人類是男生配備 Y染,女生為 XX。鳥類反過來,男鳥配備一對相同的 ZZ,女鳥為 ZW。

 

鳥類如果由女生主導擇偶,可能導致 Z染的變異小於體染色體,實際上灌木恐鳥的兩者卻差不多。一個可能理由是,恐鳥的性擇方向是反過來。但是還有許多因素,也有機會造成此一結果。

 

估計族群數目有不同方法,這回採用細胞核基因組是 24 萬左右。之前用微衛星序列估計只有 9200,粒線體又高達 100 萬。 另一個路數,依照生態、型態性質推敲,所有恐鳥物種加起來總數也只有 10 萬,遠低於這回估計,一種灌木恐鳥就有 24 萬。

 

估計鳥口是大學問,更何況是已經滅團的古代鳥類,如今不可能知道哪個比較正確。灌木恐鳥,我們懷念他。

紐西蘭小隻恐鳥的古代DNA

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新聞稿:

Researchers reconstruct genome of extinct species of flightless bird that once roamed the islands of New Zealand

 

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