倭黑猩猩和黑猩猩的基因交流

■科學家首次發現黑猩猩和倭黑猩猩之間的古代基因混合,有1%的黑猩猩基因體是來自倭黑猩猩,這和我們智人的祖先及尼安德塔人之間的情慾流動而產生的跨種雜交現象很相似。

License: Public Domain
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撰文|黃貞祥

為了協助保育,英國桑格研究所的的Chris Tyler Smith等人分析了來自10個非洲國家的75隻黑猩猩和倭黑猩猩的全基因體序列,並且包括來自已知地理位置的40隻新出生的野生黑猩猩。他們發現,黑猩猩的遺傳序列和牠們的地理起源間存在強力的關聯。

黑猩猩(Pan troglodytes)和倭黑猩猩(Pan paniscus)是現今與人類最接近的親戚。倭黑猩猩原本被認為和黑猩猩是同種生物,直到1920年代,才有人察覺兩者的不同,而將前者列為一獨立的物種。倭黑猩猩住在叢林裡,和黑猩猩一樣,過著社會性的生活,在許多方面與黑猩猩相似,但是比起黑猩猩,牠們較為愛好和平,而且性生活較黑猩猩活躍頻繁。

黑猩猩和倭黑猩猩的共同祖先可能在150到200萬年前分家,住在熱帶非洲的不同地區。體型較小的倭黑猩猩只有分佈在剛果河南邊的剛果民主共和國,黑猩猩分佈在西非和中非之間。人們原本認為牠們之間的跨物種基因交流是不可能發生的,因為牠們被剛果河給分隔。

倭黑猩猩(Pan paniscus)的地理分佈
倭黑猩猩(Pan paniscus)的地理分佈

由於森林濫伐和盗獵,牠們的猩口數量一直下降而成了瀕危物種。雖然完全受法律保護,但許多黑猩猩和倭黑猩猩仍被非法捕獲和持有。這份基因體學研究資料可以幫助標識每隻黑猩猩是來自哪個國家,這對黑猩猩的保育工作有很大的幫助。例如,其中的遺傳資訊可以用於精確定位黑猩猩在野外的來源,這可以幫助被非法捕獲的黑猩猩重新回到野生的正確地點,並提供關鍵的證據以針對盗獵者採取法律行動。

這項研究證實了黑猩猩和倭黑猩猩大約150萬年前分家,以及在不同地區存在四種黑猩猩亞種。此外他們還發現,在黑猩猩和倭黑猩猩族群之間有兩個額外的基因流事件,顯示至少有一些個體穿越了剛果河。中部和東部黑猩猩比起其他黑猩猩亞種,有更多的倭黑猩猩的遺傳,這些黑猩猩至少有1%的基因組來源於倭黑猩猩,顯示牠們在種化後仍暗通款曲。牠們至少有兩個階段的二次接觸,各別是20-55萬年前及大約15萬年前。

兩種黑猩猩屬的大猿和和智人與尼安德塔人的基因交流情況類似,可能意味著在大猿種化之後,近緣種之間的情慾流動是個普遍的現象,這假說有待更多更大規模的大猿比較基因體學研究來證實。

四個亞種黑猩猩的地厓分佈:1. Pan troglodytes verus、2. P. t. vellerosus、3. P. t. troglodytes、4. P. t. schweinfurthii
四個亞種黑猩猩的地厓分佈:1. Pan troglodytes verus、2. P. t. vellerosus、3. P. t. troglodytes、4. P. t. schweinfurthii

 

原學術論文:Marc de Manuel, et al. Chimpanzee genomic diversity reveals ancient admixture with bonobos. Science, 2016; 354 (6311): 477-481 DOI: 10.1126/science.aag2602

參考資料:
1. Wellcome Trust Sanger Institute. "Genome sequencing reveals ancient interbreeding between chimpanzees and bonobos." ScienceDaily. 27 October 2016.
2. Elizabeth Pennisi. Chimps and bonobos had flings—and swapped genes—in the past. DOI: 10.1126/science.aal0315. Oct. 27, 2016.

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作者:黃貞祥 現任教於國立清華大學分子與細胞生物研究所暨生命科學系,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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