张亚平院士携手著名华裔院士PNAS发表进化生物学成果

　　

生物通报道：目前物种灭绝的速度大约是背景灭绝（注：指没有人类活动而产生的环境变化时，物种的自然灭绝）速度的1000倍，并且这可归因于人类的影响、生态和人口的波动，以及由于小种群所致的近亲繁殖。种群急剧衰退（RPD）的速度和起始日期，可以提供关于“在濒危物种中种群衰退的驱动力”的重要线索，但一般都是未知的。

11月21日，在《PNAS》杂志发表的一项研究中，来自中科院昆明动物研究所、中科院上海生命科学研究院、云南大学、芝加哥大学和美国圣地亚哥动物园包含研究所等处的研究人员，分析了2764种脊椎动物的遗传多样性数据。他们的群体遗传学模型表明，在许多濒危脊椎动物物种中，RPD平均始于第十九世纪后期，濒危脊椎动物种群的平均实际大小只有祖先种群大小的5%。作者估计，在濒危脊椎动物物种中，每10年就有大约25%的种群衰退。

中科院昆明动物研究所的张亚平院士（Ya-Ping Zhang），美国科学院院士、芝加哥大学的李文雄（Wen-Hsiung Li）和云南大学特聘教授、德克萨斯大学的符云新（Yun-Xin Fu）教授，是本文共同通讯作者。延伸阅读：张亚平院士Nature子刊解析高原适应性机制；张亚平、吴东东Cell Res解析高原适应遗传机制；张亚平研究组Cell Res揭示家鸡视觉退化的遗传机制。

虽然生物多样性保护对于人类社会可持续发展是极为重要的，但是，种群急剧衰退（RPD）还是很普遍的。当RPD发生时，伴随着遗传多样性的丧失。遗传多样性反映在个体之间的遗传差异，对于种群适应不断变化的环境，是必不可少的。RPD的开始日期和速度，可为濒危物种的有效保护提供有用的信息，并且对于提升公众对环境变化这一威胁的认识，也是很重要的。然而，这两个关键参数是难以估计的，因为几乎没有关于“超过数百年的种群规模”的时间序列数据。对于大多数物种来说，种群大小仅可追溯到40年，因此，一种替代性的方法就是，利用数学建模估算RPD的开始日期和速度。

了解Promega基因组DNA纯化试剂盒的详细资料

我们通过全基因组DNA多态性数据，可以推断出数千年来一个物种的种群大小的变化。然而，推断RPD的事件仍然是一个艰巨的技术挑战，在典型的可观察的多态性时间尺度上，因为这样一个事件的信号是很弱的。为了克服来自单个物种的遗传学数据的有限分辨力，该研究小组提出了一种方法，可根据来自许多物种的集体支持得出结论。这种方法的核心前提是，成千上万的物种灭绝的威胁，主要是由于以往导致可用栖息地和资源显著枯竭的一个共同原因。

在本研究中，该研究小组分析了2764个脊椎动物物种的细胞核和线粒体位点的遗传多样性数据，并发现，在濒危物种中的平均遗传多样性，低于非濒危的近缘种。他们通过聚合建模发现，在许多濒危物种中，RPD开始于大约123年前。这一估计的数据，与过去两个世纪广泛的工业化进程和全球生态系统的深刻变化相一致。一个濒危物种的平均种群规模每10年下降了大约25%，其种群规模下降到了其祖先种群的大约5%。

此外，濒危物种的祖先种群规模，比非濒危物种的平均规模小约22%。由于RPD的时间周期短，RPD对于遗传多样性的累积效应仍然不强，因此，濒危物种的较小祖先规模，可能是它们遗传多态性降低的主要原因；RPD可解释濒危和非濒危物种之间遗传多样性大约24.1%至37.5%的差异。

（生物通：王英）

注：张亚平，博士，研究员，中国科学院院士，发展中国家科学院院士。现任中国科学院副院长、昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室主任和分子进化与基因组多样性学科组负责人；兼任中国遗传学会和中国动物学会副理事长，国际重要刊物Genome Biology and Evolution、Animal Genetics副主编，Human Molecular Genetics、Scientific Reports编委。2008年作为首席科学家发起了国际生命条形码――中国计划，并使中国成为国际生命条形码计划四个中心节点中唯一的亚洲国家。主要从事基因组多样性研究。在建立具有国际影响的人群和动物DNA库的基础上，澄清了灵长类、食肉类、两栖爬行类等动物类群系统与演化中的一些重要问题。

李文雄教授是分子进化生物学研究领域著名的科学家，他主编的《Molecular Evolution》一书成为分子进化领域的经典著作。李文雄院士一直活跃于进化生物学、人类遗传学、基因组学等研究领域的国际前沿，曾获遗传学和演化学领域最高国际殊荣“巴仁奖”（Balzan Prize）和英国遗传学会颁授2009年门德尔奖章，现受聘为芝加哥大学生态演化系James D. Watson教授、台湾生物多样性研究中心特聘研究员兼主任。截止2011年他在Science, Nature, Nature Genetics, Am J Hum Genet, PNAS等国际著名学术刊物上发表论文300多篇。

符云新教授1982年毕业于中山大学，1986-1988年在英国雷丁大学从事生物统计学研究，获博士学位，1988-1991年分别在英国国家医学研究院、美国佐治亚大学、德克萨斯大学从事博士后研究。2001年获聘为德克萨斯大学人类遗传学研究中心终身教授。2003年获聘为中山大学客座教授。符教授主要从事计算生物学研究, 包括分子群体遗传学和分子进化，在群体遗传学和理论进化遗传学界有很高声望。

生物通推荐原文摘要：
Large numbers of vertebrates began rapid population decline in the late 19th century
Abstract：Accelerated losses of biodiversity are a hallmark of the current era. Large declines of population size have been widely observed and currently 22,176 species are threatened by extinction. The time at which a threatened species began rapid population decline (RPD) and the rate of RPD provide important clues about the driving forces of population decline and anticipated extinction time. However, these parameters remain unknown for the vast majority of threatened species. Here we analyzed the genetic diversity data of nuclear and mitochondrial loci of 2,764 vertebrate species and found that the mean genetic diversity is lower in threatened species than in related nonthreatened species. Our coalescence-based modeling suggests that in many threatened species the RPD began ∼123 y ago (a 95% confidence interval of 20–260 y). This estimated date coincides with widespread industrialization and a profound change in global living ecosystems over the past two centuries. On average the population size declined by ∼25% every 10 y in a threatened species, and the population size was reduced to ∼5% of its ancestral size. Moreover, the ancestral size of threatened species was, on average, ∼22% smaller than that of nonthreatened species. Because the time period of RPD is short, the cumulative effect of RPD on genetic diversity is still not strong, so that the smaller ancestral size of threatened species may be the major cause of their reduced genetic diversity; RPD explains 24.1–37.5% of the difference in genetic diversity between threatened and nonthreatened species.