生物气候变量影响鸟类一支系(鸟纲:䴕形目)线粒体DNA上净化选择的强度

由 root 提交于 周四, 10/08/2026 - 00:47
摘要

长期以来,线粒体位点一直被视为重建系统发育关系的首选标记。过去二十年间,高通量测序技术的发展推动了线粒体基因组的测序,使得研究者能够进一步检验宏观进化层面的问题。鸟类的若干生物学性状(如体重和迁徙距离)已被发现与线粒体替换速率相关。进一步的研究表明,变温脊椎动物的环境参数,以及潜在的恒温动物环境参数,可能会影响特定分类群或特定位点的替换速率。然而,生物学性状与生物气候变量的相对重要性尚不清楚,因为在那些强调生物气候变量影响的研究中,前者并未得到系统控制。为评估生物气候变量对选择机制的重要性,我们分析了176种啄木鸟目鸟类(包括巨嘴鸟、蜜鸟和啄木鸟)的13个线粒体蛋白质编码基因。啄木鸟目是一个生活史性状较为同质、但分布于多种生物气候环境中的类群。我们的分析揭示,年温差与非同义替换和同义替换之比之间存在负相关关系。在温带环境中,较强的纯化选择可能源于在更广泛气候变化条件下维持最佳代谢状态所受到的强烈约束。我们的结果还表明,在估算分布于不同气候条件下的鸟类谱系之间的分化时间时,应谨慎应用通用的线粒体分子钟。

长期以来,线粒体位点一直被视为重建系统发育关系的首选标记。过去二十年间,高通量测序技术的发展推动了线粒体基因组的测序,使得研究者能够进一步检验宏观进化层面的问题。鸟类的若干生物学性状(如体重和迁徙距离)已被发现与线粒体替换速率相关。研究进一步提出,变温脊椎动物的环境参数,以及潜在的恒温动物环境参数,可能会影响特定类群或特定位点的替换速率。然而,生物学性状与生物气候变量的相对重要性尚不清楚,因为在那些强调生物气候变量影响的研究中,前者并未得到系统控制。为评估生物气候变量对选择模式的重要性,我们分析了176种啄木鸟目(Piciformes)鸟类(包括巨嘴鸟、食蜜鸟和啄木鸟)的13个线粒体蛋白编码基因。该类群具有较为同质的生活史特征,但分布于多种不同的生物气候环境中。我们的分析揭示,年温差与非同义替换率和同义替换率之比之间存在负相关关系。在温带环境中,较强的净化选择可能源于更大气候变化范围下维持最佳代谢状态所面临的强烈约束。我们的结果进一步表明,在利用通用线粒体分子钟估算分布于不同气候条件下的鸟类谱系之间的分化时间时,应当保持谨慎。

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关键词:生物气候变量 · 鸟类 · 线粒体DNA · 净化选择 · 䴕形目

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.11.731604v1?rss=1