温带欧亚大陆是披毛犀遗传多样性的摇篮

一项对古 DNA 和更新世栖息地的新的综合分析表明，冰河时代的披毛犀之所以能取得演化上的成功可能并非归功于人们最为熟知的西伯利亚冻原环境，而是得益于欧亚大陆气候更为温和的地区。这些发现凸显了研究南方地区古 DNA 的重要性——遗传多样性可能起源于这些地区并在此延续，但由于欧亚大陆北部的 DNA 保存状况通常更好，因此它们往往被忽视了。披毛犀是冰河时代的标志性物种之一，它们曾在欧亚大陆生活了 10 万多年，直到全新世初才灭绝。尽管披毛犀历经了更新世长达数千年的冰期与间冰期气候循环并幸存下来，但对于这些剧烈的环境变化如何影响了该物种的演化、种群动态及最终衰亡，人们仍知之甚少。古基因组研究揭示了此前未知的披毛犀遗传多样性，但因现有的基因组记录极为有限（它们全部来自晚更新世的西伯利亚东北部），这导致我们对该物种在其整个分布范围内（尤其是在中纬度欧亚大陆）的种群结构、迁徙模式及遗传史的理解仍存在重大空白。为弥补这些知识盲点，Xiao-Le Lei 和同事筛检了来自欧亚大陆各地的 183 块披毛犀化石，从中提取了涵盖东亚、阿尔泰地区及欧洲的 20 个线粒体基因组和 14 个核基因组数据，并将其与先前发布的披毛犀及相关物种的基因组进行了整合。Lei 等人利用数种互补测年法确定了这些化石在冰河时代所处的多个不同阶段，这些阶段可追溯至 29 多万年前。作者还利用化石记录以及更新世气温、降水和食物可得性等气候数据对披毛犀在过去 50 万年间的栖息地状况进行了模拟，旨在评估长期的环境变迁会如何影响该物种的种群史与遗传结构演变。这些发现表明，披毛犀种群的遗传史复杂，且受气候与栖息地变迁的影响。线粒体证据显示，披毛犀的主要母系遗传支系出现于约 46 万年前，且欧亚大陆东、西部之间存在明显的基因分化，但最大的遗传多样性集中在中纬度（而非西伯利亚）地区。此外，遗传数据表明，该犀牛物种最大的遗传多样性出现于中纬度东亚（而非高纬度的西伯利亚）地区；阿尔泰地区则在间冰期充当了该物种长期的庇护地和扩散枢纽。研究结果还揭示了披毛犀与默氏犀（Merck’s rhinoceros）之间存在基因流动证据，表明这两个物种在晚更新世时期曾发生过杂交。