群体遗传学下动物驯化研究进展

动物驯化是将野生动物改变为能够长期稳定饲养的家养动物的过程。作为新石器时代农业革命的内容,驯化是人类社会文明进步的重要标志之一。由于和人类的密切关系,驯化不仅改变了动物的野生状态,也改变了人类的生活习性和文明进程。动物驯化研究的关键问题包含驯化祖先是谁、驯化所产生的改变及驯化时间地点等。随着高通量基因组技术和对应分析方法的发展,目前研究动物驯化一般基于群体水平,在群体遗传学的框架下研究动物驯化过程中的重要事件。本文总结了群体遗传学下动物驯化研究的相关内容,包括群体动态历史、选择信号、基因交流等,着重介绍了基因选择初始时间和基因交流时间两个新的拓展内容及分析方法,概述了家猪(Sus scrofa f. domestica)、家鸡(Gallus gallus domesticus)、绵羊(Ovis aries)和山羊(Caprine hircus)等几种主要农业动物近期驯化研究的进展,以期为动物驯化研究提供了新的方向和视角。     

家养动物驯化起源的研究方法与进展

驯化动物伴随了人类上万年的进化历程。在驯化过程中, 家养动物表型和行为特征发生巨大改变, 并与人类生产生活的进步相适应。研究动物驯化问题对于了解遗传多样性及适应性进化, 解析复杂性状的遗传机制等具有重要的意义, 成为生物学领域的重点研究内容之一。本文专注于动物驯化的初始阶段, 首先介绍了驯化起源的时间与地点、驯化途径和驱动因、驯化后的扩散和品种选育; 其次从驯化对象的角度着重介绍了考古学、分子和群体遗传学两方面的家养动物驯化起源的研究策略、优势与不足, 以及未来的发展方向; 最后, 我们综合多方面的证据, 介绍了在中国驯化的家猪(Sus domesticus)和家鸡(Gallus gallus domesticus)以及其他主要家养动物考古和分子水平上驯化起源的研究进展。本文整合多种证据为家养动物驯化起源的研究提供了相对完整的视角和新的思路。     

家养动物的起源与驯化研究进展

动物的驯化是新石器时代农业革命的主要内容之一, 导致了人类生活方式从狩猎向畜牧的转变。开展家养动物起源与驯化的研究, 不仅有助于了解人类社会的发展史和人工选择下动物的进化过程, 而且有助于开展家养动物的良种选育和遗传多样性保护, 因此该研究领域受到了人们的长期关注。近年来, 随着更多考古证据的发现与分子遗传学的发展, 人们对于家养动物的起源与驯化有了更深入的认识。本文对家养动物起源与驯化研究中一些基本问题的研究方法和进展进行了综述。文章第一部分介绍了家养动物的野生祖先、起源地、起源时间、建群者大小和扩散路线等问题; 第二部分则涉及家养动物驯化的条件、过程、性状改变及其遗传机制等方面。最后指出了家养动物起源与驯化研究中依然存在的问题, 并对未来研究发展的趋势进行了讨论。     

绵羊遗传进化史的一次全新解析

<正>动物驯化是人类活动与自然环境互作的重要事件,也是人类文明发展的先决条件之一.绵羊(Ovis aries)作为最早被驯化的动物之一,早期的研究证据显示,现代家养绵羊驯化自亚洲摩弗伦羊(O.orientalis)[1],其驯化约在8000~11000年以前的新月沃土(fertile crescent)地区完成.驯化后的绵羊随着人类活动扩散至世界各地,在不断扩散过程中经过长期的自然选择与高强度的人工选择,形成多达1400余个绵羊品种.而在此过程中,人类活动对于品种内、种群间的遗传模式与基因交流起到了决定性作用[2].因此,对于整个欧亚大陆范围内地方绵羊品种     

我国牛驯化发现的背后故事

<正>云南师范大学张虎才教授带领的国际合作研究团队通过对发现于东北哈尔滨附近具有人类驯化痕迹的牛类化石进行研究,在完成了年代学、形态学、DNA测序等多指标的综合分析后,确认该化石的人类驯化痕迹,证明我国东北地区可能是至今未知的动物驯化源地之一,改写了学术界普遍认为中东地区是全球动物驯化的单一起源地的传统观点。2013年11月8日《自然-通讯》在线刊发该项研究成果。然而,该项研究的背后却有着一段鲜为人知的机缘巧合的故事。     

假如没有狗……

人类对狗的情感充满了矛盾:一方面因为忠诚而信赖它们,另一方面又由于它们对人类的依赖而贬低它们。这种矛盾或许正反映了两者近乎一体的密切关系。没有任何一种驯化动物与人类文明的关系像狗与人类那样密不可分,狗介入人类生活的深度和广度也远远超越了其他驯养动物。可以说没有人类就不会有狗的出现,没有狗人类也不会像今天这样。那么,假如没有狗,人类会怎样呢?假如没有狗,几万年来可能会有无数的动物幸免成为猎物,但我们的祖先却会在黑暗的原始森林中摸索更久。考古学家一般认为,在旧石器时代,狗是人类驯化的第一位动物朋友。狗和人类结成了一种生命和利益共同体,     

家养动物选择信号研究进展

家养动物在人类生活中占有重要地位,它们都经历驯化而来,在自然和人工选择下,适应了当地环境和人类需要,形成了各类品种。驯化、自然和人工选择都会在基因组上留下选择信号。对这些选择信号研究,可以直接挖掘到功能基因,是目前最重要的功能基因筛选策略之一。当前已经对猪、鸡、牛、羊、狗等家养动物开展了选择信号研究,并挖掘了大量功能基因。本文主要概述了选择信号的种类和检测方法,简述其在家养动物中的研究,并讨论了选择信号分析的关键问题及其研究前景。     

家犬的前世今生

家犬俗称狗,被称为"人类最好的朋友",是世界上饲养率最高的宠物。现代分子学研究已确认家犬由石器时代的灰狼驯化而来,是第1种被人类驯化的家养动物,并形成了繁多而丰富的品种,因此家犬的驯化和品系化一直以来都是遗传学研究的热点。家犬与人类关系密切,甚至与人类有很多共患疾病,因此也成为关键的疾病研究模型。家犬不但在人类的生活和工作中扮演着不可或缺的角色,在生物学研究和医学研究中也有着十分重要的地位。     

人类最忠实的伴侣动物--家犬

家犬是被人类最早驯化的家畜之一,也是人类最忠实的伴侣动物。家犬在动物分类学上属脊索动物门-脊椎动物亚门-哺乳纲-真兽亚纲-食肉目- 犬科-犬属-家犬种。世界著名生物学家林奈把家犬从诸多野生犬属动物中分列出来,单作为一个种,命名为“家犬”(Canis familiaris),家犬成为家畜中唯一单独称种的家畜。     

羊羊得意

<正>羊,是一种温和安静的动物。每值羊年款款而来,中国人喜欢说一句"羊致清和"来应景,意思是羊年会是清静祥和之年。人类与羊打交道的历史已有上万年。旧石器时代的原始岩画中,就有原始人追捕野生羊群的图案,反映了当时人们真实的狩猎场景。狩猎而来的羊若吃不完,就被原始人圈养起来,就这样,野生羊渐渐被驯养成家畜。羊是除狗之外人类最早驯养的动物,山羊被驯化的时间大概是一万年前,大概又过了近千年,绵羊被驯化。中国是世界上     

家马的起源历史与品种驯化特征

在家犬(Canis lupus familiaris)、牛(Bos taurus)、猪(Sus scrofa domesticus)、绵羊(Ovis aries)、山羊(Capra hircus)等家养动物之后,家马(Equus caballus)才被人类成功驯化。虽然驯化历史很短,但其对人类社会文明发展变革的影响却最大。家马出色的负重移动能力使人类社会由固定的农耕模式向移动分享模式过渡,使历史发展进入了快车道,因此其起源驯化历史一直备受关注。然而由于家马直系同源野生种早已灭绝,加之现代品种化培育引起遗传多样性骤减,使得相关研究长期争议不断。随着测序技术的不断发展和古代样品的逐步丰富,目前对家马起源驯化过程、群体遗传结构等方面的研究越来越深入。本文从核基因、mtDNA、Y染色体、古DNA等不同层面综述了家马起源与驯化历史方面的研究进展,从品种分化状况、群体演化特征等方面讨论了现代家马品种的群体遗传结构,最后总结了马匹毛色、速度、体型等重要表型性状的遗传基础,以期为今后家马的起源驯化研究、种质资源保护与开发、品种优化方向、现代马业发展等方面提供参考。     

羊年话羊

羊是人类最早驯化的家畜之一。考古学家认为,羊被驯化至少已有12000年。在漫长的人类生活史上,羊与人结下了不解之缘。自从人类进入狩猎游牧生活,以肉类作为食品以后,两种成就具有决定性意义。其一是火的利用,另一个则是动物的驯养。考古学家在伊拉克和约旦古代遗址中发掘出洞穴壁画和人们遗弃的羊骨碎屑,经鉴定距今约12000年。在以色列的埃尔奇洞穴发掘出的羊骨以及伊朗北部地区贝尔特洞穴发掘出的羊遗骸,表明在公元前6000—8000年人们已经驯养羊了。到公元前3000年左右,羊已遍布西南亚地区。中国的考古发掘确证,     

家马的驯化起源与遗传演化特征

人类文明发展历史中, 家马(Equus ferus caballus)曾是推动文化交流、促进人类社会发展的主要动力。关于家马何时、何地被驯化以及在此过程中其遗传演化如何被人类影响等一直备受关注。近年来随着遗传学技术的发展, 人们对该问题有了更为深入的理解。本文回顾了近二十年来相关研究所取得的成果, 探讨了家马的驯化起源中心和驯化过程中的遗传演化特征, 并对未来的研究方向以及遗传资源保护提出了建议。分子标记遗传学和考古学研究认为家马可能来自多个驯化起源地种群, 然而最近的古DNA研究结果表明, 现代家马的驯化起源可能比之前人们所猜测的更加复杂, 古代博泰马被认为是最早被驯化的家马, 然而最近被证实并不是现代家马的直系祖先。如此复杂的驯化问题可能从多学科的层次才能解析清楚。人类社会活动直接或间接影响了家马的演化历程, 特别是工业革命以来家马的遗传基础发生了巨大变化, 其遗传多样性开始急剧衰退, 不少地方品种正逐渐走向衰落甚至灭绝。为确保农业生态安全不受威胁, 建议加强家马遗传资源保护与动物遗传学和文化地理之间的联系研究。     

“野生动物”的概念框架和术语定义

“野生动物”(wild animal)一词不止在我国, 在全球的英语使用者中也有不同的含义。通过梳理相关研究、国内法和国际法背景下的定义和适用范围, 结合人类对动物繁殖和生活条件的控制情况, 本文提出了“野生动物”的二维概念框架, 梳理了动物从“野生”到“驯化”的12个连续状态。以下状态即未经中长期人工选择的动物类群应被视为野生动物: (1)其在荒野自然或人工环境(如城市或乡村)中自由生存繁殖, 无论是否存在人工投喂、经救护或辅助生殖后被放归的个体; (2)被捕捉圈养在人工环境中生活, 或源自野外但在圈养条件下出生的个体; (3)直系血亲(《濒危野生动植物种国际贸易公约》解释为世系前四代)仍有野外来源的人工繁育后代; (4)放生、逃逸或引入到自然环境中的人工繁育个体。在野生动物物种保护的目标和语境之下, 经过长期人工选择的驯化动物, 无论其是否在人类控制下生活, 如家养猫狗、家禽家畜或模式实验动物, 以及流浪猫狗、放生禽畜和野化家养动物等都不是“野生动物”。但对于一些经过一定程度的人工选择, 所处人类控制情况和对野外种群的影响各异(如经过多代人工繁育的驯养动物、因人类活动导致的外来动物等), 其是否需被作为野生动物管理, 则需要根据生态安全、物种管理、立法目标等特别设定监管范围。《中华人民共和国野生动物保护法》的保护对象可以考虑为: 受到人类威胁濒临灭绝的, 或者具有重要生态作用的野生动物物种, 其状态可不限于是在野外还是人工控制条件下。其他动物的管理, 可根据遗传资源保护、疫病防控、动物福利和生态安全等需要, 另外设立《动物福利法》《生物安全法》等, 并和已有的法律法规如《动物防疫法》《渔业法》等做好衔接。本文还就《野生动物保护法》可能采用的“野生动物”定义提出建议。     

工作犬人类的好帮手

正是在与人类狞猎的相互摸索与配合中,狗才逐渐被驯化,几乎可以说,狗从被驯化开始,就肩负着工作的重任。在传统的看家护院、放牧打猎之外,狗还能帮人类做很多事情。     

热驯化和实验温度对鼎突多刺蚁运动能力的影响

以鼎突多刺蚁为实验对象,研究了热驯化和实验温度对其运动能力的影响。将成年的鼎突多刺蚁随机分成2组,分别置于20 ℃和30 ℃下驯化4周。经过驯化的动物分别在20 ℃或30 ℃观察、统计它们的运动能力指标——停顿频率、疾跑速度、最大持续运动距离。结果表明：驯化温度、实验温度以及二者的交互作用极显著影响了鼎突多刺蚁的运动速率;经过特定温度驯化的鼎突多刺蚁在该特定温度下的运动能力,相对于经过不同温度驯化而在相同温度下实验个体的运动能力有所提高。上述研究结果支持驯化有益假说。     

渐变的光周期和温度对布氏田鼠能量代谢和身体成分的影响

为探讨在同时逐渐缩短光照时间和降低温度的过程中,动物能量代谢水平和身体成分的适应性变化, 我们以成年雄性布氏田鼠为对象, 测定了温度为20℃ 和光周期为12L:12D (对照组),以及从温度为20℃ 和长光照条件(16L:8D)逐渐转换到温度为4℃ 和短光照条件(8L:16D)的过程中(实验组), 其体重、静止代谢率和能量摄入的变化, 以及经过8 周驯化后身体器官和组织重量的变化。结果发现:实验组动物的体重增长率低于对照组。在驯化期间, 静止代谢率无组内和组间差异。实验组动物的干物质摄入、能量摄入和消化能等组内差异不明显, 但对照组动物在驯化的第8 周显著降低。实验组动物的能量摄入水平在驯化后显著升高;小肠和胃的干重, 以及小肠和心脏等器官的湿重也都显著高于对照组。结果表明,布氏田鼠能够采取降低体重、增加能量摄入和调整体内某些器官和组织重量的方式来适应变化的环境条件。     

什么是自然

生命世界的深奥和复杂超出了人类的想象,如果上帝是不可知的,那么生物圈的大部分也是如此。生物学家不停地强调,我们对于周边生命世界的了解是如此之少,人类驯化的植物和驯养的动物仅是生命多样性中微不足道的一些变异。我们开展的对生命程序的复杂模拟大部分仍缺乏真实的东西,我们甚至仍然不能造出最低等的人造有机体。     

四倍体野生稻快速驯化: 启动人类新农业文明

通过人工选择优良遗传变异,将野生植物驯化为栽培作物,以满足人类对食物的需求,是人类发展历史中的重要事件,推动了人类文明的持续发展。随着世界人口持续增加,耕地面积不断减少,灾害性天气频发,全球粮食安全问题日趋严峻。基于作物驯化的分子机理及重要农艺性状的遗传基础,结合高通量基因组测序和高效基因组编辑技术,从头驯化野生植物,...     

东方蝾螈幼体热耐受性和游泳表现的热驯化响应

特定物种的热驯化能力决定着其是否能成功耐受环境温度的改变,在应对未来气候变暖的趋势中扮演重要角色。为评估有尾类两栖动物的热驯化反应,在3个恒定水温(15、20℃和25℃)中驯化东方蝾螈(Cynops orientalis)幼体4周,测定驯化后幼体在不同测试温度下的运动(游泳)表现、临界低温(CT_(Min))与临界高温(CT_(Max))。结果显示:驯化与测试温度均显著影响蝾螈的游泳速度;驯化温度亦影响蝾螈的CT_(Min)和CT_(Max),但不影响可耐受温度范围(TRR)。驯化与测试温度的交互作用对蝾螈泳速的影响显著,表明驯化温度可改变其游泳表现的热敏感性。经某一温度驯化后蝾螈泳速似乎在相同测试温度下表现最好,该结果可能支持驯化有益假说。CT_(Min)和CT_(Max)随驯化温度的升高而增加,表明:低温驯化可提高动物抗低温能力,而高温驯化提高其抗高温能力。两栖类动物热耐受性与运动表现热驯化反应的种间变异可能与栖息地热环境的差异有关。