從愛(ài)好獨(dú)居的紅毛猩猩，到“夫妻雙雙把家還”的白掌長(zhǎng)臂猿，再到“坐擁后宮”的葉猴和群婚的食蟹猴，靈長(zhǎng)類(lèi)的“婚戀觀”和“交際圈”大小有著天壤之別。是什么樣的驅(qū)動(dòng)力塑造了這種差異？這個(gè)問(wèn)題，在西北大學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)亞洲葉猴的研究中得到了解答——

6月2日凌晨，《科學(xué)》（Science）雜志以長(zhǎng)文形式刊發(fā)西北大學(xué)金絲猴研究團(tuán)隊(duì)最新研究成果Adaptations to a cold climate promoted social evolution in Asian colobine primates（《寒冷適應(yīng)促進(jìn)了亞洲葉猴社會(huì)系統(tǒng)的演化》），首次系統(tǒng)性地揭示了靈長(zhǎng)類(lèi)社會(huì)演化之謎。該期《科學(xué)》封面圖為亞洲葉猴的代表——秦嶺金絲猴，圖片由西北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)提供。

還原亞洲葉猴社會(huì)系統(tǒng)演化歷史

“靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物具有復(fù)雜而多樣的社會(huì)結(jié)構(gòu)。他們的社會(huì)結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)，且受到歷史上環(huán)境劇變的深刻影響，并且記錄在他們的基因組上?！痹谖鞅贝髮W(xué)6月2日召開(kāi)的相關(guān)研究成果發(fā)布會(huì)上，西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、論文共同第一作者齊曉光說(shuō)。

“我們聚焦金絲猴研究20余年，利用GPS項(xiàng)圈、衛(wèi)星遙感技術(shù)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析相結(jié)合的方法，通過(guò)長(zhǎng)期野外跟蹤觀察，一直想揭開(kāi)靈長(zhǎng)類(lèi)社會(huì)的神秘面紗?！蔽鞅贝髮W(xué)教授、共同通訊作者李保國(guó)介紹。

經(jīng)過(guò)多年研究，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)金絲猴社會(huì)獨(dú)特的4層式社會(huì)結(jié)構(gòu)：家庭、分隊(duì)、群組、社群。2014年，齊曉光、李保國(guó)在《自然——通訊》雜志共同發(fā)展論文，首次提出 “亞洲起源——聚合”假說(shuō)，打破了西方學(xué)者對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)復(fù)雜社會(huì)起源的單一認(rèn)識(shí)，從此開(kāi)啟了研究動(dòng)物社會(huì)系統(tǒng)進(jìn)化的新大道。

此次，研究團(tuán)隊(duì)將目光拉長(zhǎng)至800萬(wàn)年前，從生物化石所提示的歷史分布和對(duì)古海平面、古地理、古氣候等大數(shù)據(jù)的挖掘，一點(diǎn)點(diǎn)拼湊出亞洲葉猴祖先的擴(kuò)散路徑。

大約800萬(wàn)年前的中新世，亞洲葉猴的祖先從歐洲擴(kuò)散而來(lái)。

其中一支，從印度半島擴(kuò)散到了東南亞地區(qū)，這一類(lèi)群分化成3個(gè)屬，并保留了祖先的一雄多雌制“單家庭群”社會(huì)系統(tǒng)。

另一支則在晚中新世擴(kuò)散到了中國(guó)云南，形成了奇鼻猴的基部類(lèi)群。伴隨著這一地區(qū)晚中新世的寒冷事件，它們的家庭群不再互相排斥，時(shí)而分離，時(shí)而聚合，形成了類(lèi)重層社會(huì)。

由于食物匱乏，大多數(shù)奇鼻猴后來(lái)向南擴(kuò)散，演化出白臀葉猴和長(zhǎng)鼻猴等不同物種。時(shí)至今日，盡管它們生活在越南和加里曼丹島的溫暖地區(qū)，卻仍然保留著類(lèi)重層社會(huì)這一結(jié)構(gòu)特征。

與此同時(shí)，留在中國(guó)北方的近親金絲猴，卻在更新世反復(fù)的冰期與間冰期的一次次寒冷事件中，拉近了社會(huì)關(guān)系，培養(yǎng)出家庭間長(zhǎng)期、穩(wěn)定的紐帶聯(lián)系，演化出了真正的重層社會(huì)。

“我們發(fā)現(xiàn)，生活在寒冷環(huán)境中的物種傾向于形成較大的社群，且兩次社會(huì)聚合分別發(fā)生在晚中新世冷期和更新世第四紀(jì)冰期，這表明寒冷事件可能驅(qū)動(dòng)了社群聚集。”齊曉光說(shuō)，以此為依據(jù)，團(tuán)隊(duì)提出了亞洲葉猴“三幕式”的社會(huì)演化歷史。這個(gè)發(fā)現(xiàn)，也是對(duì)團(tuán)隊(duì)提出“亞洲起源——聚合”假說(shuō)的系統(tǒng)闡明。

為什么選擇亞洲葉猴作為研究對(duì)象？科學(xué)家也給出了最好的解答：亞洲葉猴屬于舊大陸猴疣猴亞科，共七屬55種，包含“一夫多妻”的單家庭社會(huì)、“多夫多妻”社會(huì)、重層社會(huì)和類(lèi)重層社會(huì)4種不同的社會(huì)系統(tǒng)類(lèi)型，從熱帶雨林到溫帶雪山地區(qū)均有分布，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這個(gè)類(lèi)群是研究靈長(zhǎng)類(lèi)社會(huì)進(jìn)化機(jī)制系統(tǒng)很好的模型。

為做好此項(xiàng)研究，團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)外高校、研究院所、動(dòng)物園等多個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，分析調(diào)查了亞洲葉猴2903個(gè)棲息地，對(duì)每個(gè)棲息地提取的19個(gè)環(huán)境變量的綜合生態(tài)因子進(jìn)行分析，構(gòu)建了迄今為止最全的亞洲生態(tài)數(shù)據(jù)集。

建立“行為——生態(tài)——基因組”研究框架

在800萬(wàn)年來(lái)的漫漫時(shí)光長(zhǎng)河中，一次次的寒冷事件是如何驅(qū)動(dòng)亞洲葉猴完成社群聚集的？這需要對(duì)代代相傳的基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來(lái)證實(shí)。

為解答疑惑，團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)性地建立了“行為——生態(tài)——基因組”這一全新的研究范式。他們克服跨學(xué)科、跨地域等重重困難，完成了亞洲葉猴七個(gè)屬代表物種的高質(zhì)量全基因組測(cè)序，得到了全球首個(gè)染色體級(jí)別的非人靈長(zhǎng)類(lèi)基因組，從而構(gòu)建精確的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。

“我們把宏觀進(jìn)化生物學(xué)與微觀分子生物學(xué)的中心法則相結(jié)合，來(lái)挖掘寒冷事件驅(qū)動(dòng)社群聚集背后的遺傳學(xué)機(jī)制?！饼R曉光說(shuō)。通過(guò)比較基因組學(xué)方法，結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育分析檢測(cè)結(jié)果顯示，歷史上的寒冷事件促進(jìn)了亞洲葉猴的能量代謝和神經(jīng)——激素調(diào)節(jié)相關(guān)基因受到正選擇，演化出了更加有效的腦、神經(jīng)——激素調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，其中在奇鼻猴類(lèi)群中與催產(chǎn)素、多巴胺遞質(zhì)系統(tǒng)有關(guān)的基因改變格外引人注目：其類(lèi)群的社會(huì)呈現(xiàn)兩步式的逐步聚合模式，從祖先的“一夫多妻”到形成具有分離——聚合特征的類(lèi)重層社會(huì)，再演化出“家庭”長(zhǎng)期生活在一起的大型重層社會(huì)。

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：在哺乳動(dòng)物中，催產(chǎn)素和多巴胺具有強(qiáng)化母親與幼兒之間的紐帶的作用。寒冷效應(yīng)引發(fā)它們的適應(yīng)性變化，強(qiáng)化了母嬰間的紐帶，延長(zhǎng)了寒冷地區(qū)奇鼻猴的親本撫育。同時(shí)，個(gè)體間的友好行為也得到促進(jìn)，進(jìn)而推動(dòng)了單家庭群向重層社會(huì)的聚集。這一結(jié)果，還得到了細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)和行為學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

“比如我們秦嶺金絲猴，它們所處的地方氣候寒冷，食物匱乏，就會(huì)有更多的抱團(tuán)取暖、互相理毛的行為。這樣的神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制，也間接增加了個(gè)體的友好行為以及容忍度，從而促進(jìn)了家庭群向重層社會(huì)的聚集。”齊曉光說(shuō)。

此項(xiàng)研究整合了動(dòng)物行為學(xué)、生態(tài)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、比較基因組學(xué)等多學(xué)科手段，完整揭示了亞洲葉猴復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)演化的過(guò)程、動(dòng)力和遺傳基礎(chǔ)。其更大的意義，在于“行為——生態(tài)——基因組”的全新研究范式建立，這對(duì)理解包括人類(lèi)在內(nèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)社會(huì)行為起源演化機(jī)制提供了新思路，也為動(dòng)物行為學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)辟了新方向。

正如《科學(xué)》雜志審稿人評(píng)價(jià)：“作者通過(guò)多學(xué)科交叉的方法，完整回溯了亞洲葉猴的社會(huì)演化歷史，并對(duì)其生態(tài)成因和遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行綜合解析，這在靈長(zhǎng)類(lèi)和脊椎動(dòng)物的研究中都是前所未有的，為社會(huì)演化領(lǐng)域開(kāi)辟了一條新大道?！?/p>

堅(jiān)守初心：“喜歡它就想要保護(hù)它”

能讓這么漂亮的秦嶺金絲猴登上《科學(xué)》封面讓全世界看到，是齊曉光多年來(lái)最大的心愿。1999年，他加入西北大學(xué)金絲猴研究團(tuán)隊(duì)，師從李保國(guó)教授，成為秦嶺金絲猴野外研究的開(kāi)拓者之一。

“第一次看到金絲猴，是在大一寒假?！饼R曉光獨(dú)自徒步12個(gè)小時(shí)后，終于在秦嶺深處看到它們：“‘嘩’一聲，它們從我頭頂蹦過(guò)——淺黃的毛發(fā)，淡藍(lán)的皮膚，純凈的眼睛……太美好了!”“喜歡它就想要保護(hù)它”成為他堅(jiān)持研究金絲猴20余年的初心。

早年，齊曉光每年都會(huì)在秦嶺金絲猴基地待六七個(gè)月，穿越崇山峻嶺、晝夜風(fēng)餐露宿，細(xì)心觀察金絲猴的每一個(gè)細(xì)微動(dòng)作，不遺余力收集數(shù)據(jù)、分析研究結(jié)果。也正是常年駐守野外基地，讓他們探索出適用于山地靈長(zhǎng)類(lèi)行為學(xué)研究的一整套方法，為后續(xù)研究奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。

“以往對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)的演化機(jī)制研究，一直停留在純宏觀水平，缺乏對(duì)分子機(jī)制的深入探究。正是由于缺少合適的研究模板及全基因組數(shù)據(jù)，其具體演化機(jī)制尤其是遺傳基礎(chǔ)一直沒(méi)有大的突破?！痹谡?qǐng)教多位動(dòng)物領(lǐng)域?qū)＜覠o(wú)果后，齊曉光和團(tuán)隊(duì)專(zhuān)家開(kāi)始了孤獨(dú)嘗試。一遍遍嘗試試錯(cuò)、一次次推翻重組……正是這樣帶領(lǐng)武進(jìn)偉、趙蘭兩位博士后一起探索的時(shí)光，令齊曉光十分難忘。

最終，團(tuán)隊(duì)終于在微觀分子生物學(xué)中找到了突破瓶頸的線索。面對(duì)擺在面前，極其龐大、繁瑣又完全陌生的全新領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)冥行擿埴，繼續(xù)突破?！叭藶樵O(shè)置的學(xué)科分類(lèi)，使得我們只能看到一個(gè)側(cè)面，但生物演化本身不會(huì)因?yàn)槿藶樵O(shè)置的這些分類(lèi)而存在必然，這也逼迫我們不得不用綜合的眼光去看待演化的進(jìn)程實(shí)踐?！壁w蘭說(shuō)。

在西北大學(xué)校園，齊曉光也常常與研究5億年前寒武紀(jì)化石的舒德干院士團(tuán)隊(duì)師生交流，盡管他們研究的時(shí)期跨越上億年，但涉及行為、生態(tài)、地質(zhì)、化石、遺傳等多個(gè)維度，只要有交集就會(huì)令他產(chǎn)生興趣。

“未來(lái)，我們將繼續(xù)深化以亞洲葉猴為代表的靈長(zhǎng)類(lèi)社會(huì)系統(tǒng)演化機(jī)制研究，繼而探索人類(lèi)早期社會(huì)的起源與變遷。”齊曉光滿(mǎn)懷期待。

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