由德克萨斯A&M兽医和生物医学科学学院的一组科学家领导的研究结束了关于哺乳动物多样化历史的激烈科学辩论，因为它与非鸟类恐龙的灭绝有关。他们的工作为过去100亿年哺乳动物的进化时间表提供了明确的答案。
这项研究发表在《科学》杂志上，是Zoonomia Project发布的一系列文章的一部分，Zoonomia Project是一个由来自世界各地的科学家组成的联盟，正在使用历史上最大的哺乳动物基因组数据集来确定人类基因组的进化历史在哺乳动物进化史的背景下。他们的最终目标是更好地确定人类和其他物种的特征和疾病的遗传基础。
德克萨斯A&M大学的研究 - 由兽医综合生物科学系教授William J. Murphy博士和墨菲实验室的副研究科学家Nicole Foley博士领导 - 植根于系统发育，这是生物学的一个分支，处理生物和灭绝生物的进化关系和多样化。
“核心论点是关于胎盘哺乳动物(在胎盘内发育的哺乳动物)是在白垩纪 - 古近纪(或K-Pg)灭绝事件之前还是之后分化，该事件消灭了非鸟类恐龙，”弗利分享道。“通过进行新型分析，只有由于Zoonomia的巨大范围才有可能，我们回答了哺乳动物在何时何地与K-Pg大灭绝有关的多样化和进化的问题。
这项研究是与加州大学戴维斯分校的合作者进行的;加州大学河滨分校;美国自然历史博物馆得出结论，哺乳动物在K-Pg灭绝之前开始多样化，这是大陆漂移的结果，导致地球的陆地在数百万年内漂移并重新聚集在一起。另一个多样化的脉冲发生在恐龙的K-Pg灭绝之后，当时哺乳动物有更多的空间，资源和稳定性。
这种加速的多样化速度导致了今天共享地球的哺乳动物谱系的丰富多样性 - 如食肉动物，灵长类动物和有蹄动物。
墨菲和弗利的研究由美国国家科学基金会资助，是由博德研究所的Elinor Karlsson和Kerstin Lindblad-Toh领导的Zoonomia项目的一部分，该项目还比较哺乳动物基因组以了解显着表型的基础 - 某些基因的表达，如棕色与蓝色眼睛 - 以及疾病的起源。
弗利指出，胎盘哺乳动物的多样性既体现在它们的身体特征上，也表现在它们非凡的能力上。
“今天的哺乳动物代表了巨大的进化多样性——从小大黄蜂蝙蝠的呼啸飞行到巨大的蓝鲸在地球浩瀚的海洋中游泳时的懒洋滑翔。多种物种已经进化为回声定位，一些产生毒液，而另一些则进化出抗癌性和病毒耐受性，“她说。
“能够在遗传水平上观察哺乳动物物种之间的共同差异和相似之处可以帮助我们找出基因组中对调节基因表达至关重要的部分，”她继续说道。“在不同物种中调整这种基因组机制导致了我们在当今现存哺乳动物中看到的特征多样性。
墨菲分享说，Foley解决的哺乳动物系统发育对于Zoonomia项目的目标至关重要，该项目旨在利用比较基因组学的力量作为人类医学和生物多样性保护的工具。
“Zoonomia项目非常有影响力，因为它是第一次一次对齐241个不同的哺乳动物基因组并利用这些信息更好地了解人类基因组的分析，”他解释说。“将这个大数据集放在一起的主要动力是能够将所有这些基因组与人类基因组进行比较，然后确定人类基因组的哪些部分在哺乳动物进化史上发生了变化。
确定基因的哪些部分可以纵，哪些部分不能在不对基因功能造成伤害的情况下改变，这对人类医学很重要。最近由墨菲和弗利的同事之一，德克萨斯A&M遗传学家Scott Dindot博士领导的科学转化医学研究使用比较基因组学方法开发了一种针对Angelman综合征的分子疗法，这是一种毁灭性的，罕见的神经遗传疾病，由大脑中母体UBE3A基因的功能丧失引发。
Dindot的团队利用了Zoonomia Project确定的相同的进化约束措施，并应用它们来确定一个关键但以前未知的遗传靶点，可用于挽救人类神经元中UBE3A的表达。
墨菲说，通过使用历史上最大的数据集来扩展比较哺乳动物基因组的能力将有助于为其他物种植根于遗传学的疾病开发更多的治疗方法，包括猫和狗。
“例如，猫的生理适应植根于独特的突变，使它们能够食用对人类极其不健康的高脂肪，高蛋白饮食，”墨菲解释说。“Zoonomia的241个物种排列的一个美丽方面是，我们可以选择任何物种(不仅仅是人类)作为参考，并确定该物种基因组的哪些部分可以自由改变，哪些部分不能容忍变化。例如，就猫而言，我们可能能够帮助识别这些物种的遗传适应性，这些适应可能导致人类心血管疾病的治疗靶点。
墨菲和弗利的系统发育在随后的许多论文中也发挥了重要作用。
“这是涓滴基因组学，”弗利解释说。“对我来说，作为更广泛项目的一部分，最令人欣慰的事情之一是看到有多少不同的研究项目通过在他们的分析中纳入我们的系统发育而得到增强。这包括对濒危物种的保护基因组学的研究，以及那些研究不同复杂人类特征进化的研究。
Foley说，明确回答关于哺乳动物起源时间的激烈争论的问题，并产生一个扩展的系统发育，为未来几代研究人员奠定基础，这既有意义又有意义。
“展望未来，这种大规模的基因组比对及其哺乳动物基因组进化的历史记录将成为每个人在哺乳动物中提出比较问题时要做的一切的基础，”她说。“那真是太酷了。”
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