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应用古DNA技术探究发酵微生物的适应、演化和驯化历史

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遗传 2022年第5期44卷 414-423页

作者：郑泽权付巧妹刘逸宸中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044 中国科学院大学北京100049 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心北京100044

发酵生产是人类最原始的对微生物的应用和实践,在人类历史上具有重要意义。然而,由于分子证据的匮乏,人类发酵生产的演变历程及相关发酵微生物的演化和驯化历史尚不清楚。本文以目前最常见的两类发酵食品——酒及发酵乳品为例介绍了发... 详细信息

发酵生产是人类最原始的对微生物的应用和实践,在人类历史上具有重要意义。然而,由于分子证据的匮乏,人类发酵生产的演变历程及相关发酵微生物的演化和驯化历史尚不清楚。本文以目前最常见的两类发酵食品——酒及发酵乳品为例介绍了发酵食品考古和相关发酵微生物的演化和驯化研究,以及古微生物学和发酵古微生物的研究现状,并讨论了将微生物古DNA技术应用于古代发酵微生物研究的可行性和难点,展示了古DNA捕获技术在本领域的应用潜力,为发酵微生物演化研究提供了新的思路和方法。

关键词：发酵微生物古DNA 演化

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新生代温室和冰室气候背景下动物区系的演变

科学通报 2023年第12期68卷 1557-1566页

作者：邓涛侯素宽吴飞翔中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心北京100044 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

地球上的生命演化,到新生代生态体系已经接近现今的世界.随着造礁生物的出现并孕育了大量海洋生物,特别是鱼类占据了现今脊椎动物分类多样性的半数以上,现代的生物圈与水圈的关系更加密切.新生代显著的全球性气候事件对生态系统产生了... 详细信息

地球上的生命演化,到新生代生态体系已经接近现今的世界.随着造礁生物的出现并孕育了大量海洋生物,特别是鱼类占据了现今脊椎动物分类多样性的半数以上,现代的生物圈与水圈的关系更加密切.新生代显著的全球性气候事件对生态系统产生了巨大的影响,哺乳动物在此环境背景下经历了由古老类群为主向现代类群为主的转变,而鱼类区系在多样性组成和地理分布上更加趋近现今的面貌.新生代冰室-温室气候频繁转换,虽然中间有过多次小幅升温事件,但整体是一个降温的趋势.古新世/始新世界线代表了哺乳动物进化的一个重要时期,其气候环境背景是55.8 Ma的全球平均气温比现今高8°C;湿润的气候条件导致哺乳动物向北迁徙,而许多哺乳动物的目,包括灵长目、奇蹄目和偶蹄目等在此事件之后很快出现,并依靠高纬度地区的陆桥迅速扩散. 2.6 Ma全球气温第一次下降到低于现今的水平,导致海水大量结冰,海平面大幅度下降,白令海峡露出海面成为联通北美和欧亚大陆的桥梁,促进了两个大陆之间的动物交流.水循环不仅影响到全球动物区系的演变,也与生物资源的安全和人类的未来发展息息相关.

关键词：温室冰室动物区系新生代哺乳动物鱼类

更新世代表性哺乳动物群的生物年代排序及与测年值的对比

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第四纪研究 2022年第5期42卷 1227-1246页

作者：董为张颖奇中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室中国科学院古脊椎动物与古人类研究所北京100044 中国科学院生物演化与环境卓越创新中心北京100044

哺乳动物随着环境的变化不断演化出与原来不同的特征,因此可以根据化石标本的形态特征判断它们在系统演化中的位置,并根据动物群中各个种类的演化程度判断不同动物群之间的生物年代顺序。本项研究在传统的绝灭率、共有属种、二元相似性... 详细信息

哺乳动物随着环境的变化不断演化出与原来不同的特征,因此可以根据化石标本的形态特征判断它们在系统演化中的位置,并根据动物群中各个种类的演化程度判断不同动物群之间的生物年代顺序。本项研究在传统的绝灭率、共有属种、二元相似性系数等方法的基础上尝试拓展了二元共有度和排序梯度等共9种方法,对选自中国境内有代表性的15个更新世哺乳动物群进行了生物年代排序。自老至新的动物群以其产地为名的生物年代合意顺序及推测的绝对年龄为:泥河湾下沙沟(1.75~2.2 Ma)-繁昌人字洞(1.7~2.1 Ma)-巫山龙骨坡(1.5~1.9 Ma)-元谋人遗址(1.4~1.8 Ma)-建始龙骨洞(1.3~1.6 Ma)-柳城巨猿洞(1.15~1.5 Ma)-蓝田公王岭(1.1~1.3 Ma)-崇左三合大洞(0.6~1.2 Ma)-和县人遗址龙潭洞(490~800 ka)-周口店第一地点下部(460~770 ka)-周口店第一地点上部(230~450 ka)-海城小孤山(30~80 ka)-本溪山城子(约30 ka)-大连古龙山(27~30 ka)-周口店山顶洞(18~27 ka)。研究表明,使用不同的方法对不同的动物群进行生物年代排序的结果在大尺度范围内是一致的,但在小尺度范围内会出现一些差异,这与排序标准和统计计算方法有关。一旦化石标本的分类鉴定结果和生物年代排序的方法确定下来,动物群的生物年代序列就基本上是固定的,不会随研究者的更换而改变,因此可以用来检验绝对年龄的测年结果。由于组成各个动物群的种类可能会因鉴定人员的不同而有差别,造成生物年代排序结果与测年结果差异较大。因此有必要组织同一团队的研究人员核对各个地点的化石种类鉴定结果,并与测年工作配合进行。和县人遗址的龙潭洞动物群在本项研究的生物年代排序中早于周口店第一地点,这个动物群的化石标本以及产出地层值得重新观察和测年。根据本项研究的实践,这类数字化排序的方法还有细化的发展空间。

关键词：生物年代序列更新世哺乳动物群绝对年龄

河北磁县九龙口中中新世动物群中真犀的再研究

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古脊椎动物学报（中英文） 2023年第3期61卷 198-211页

作者：李世杰邓涛中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044 中国科学院大学北京100049

现代犀牛都属于犀科中的真犀族,目前中国最早的真犀族动物化石记录是来自河北磁县九龙口中中新世的磁县“双角犀”,化石材料为幼年头骨和下颌。分析研究认为:这个物种与现生的双角犀Dicerorhinus的确存在相似之处,但也存在一些头骨结构... 详细信息

现代犀牛都属于犀科中的真犀族,目前中国最早的真犀族动物化石记录是来自河北磁县九龙口中中新世的磁县“双角犀”,化石材料为幼年头骨和下颌。分析研究认为:这个物种与现生的双角犀Dicerorhinus的确存在相似之处,但也存在一些头骨结构上的差异,不应该被归入现生属。九龙口的真犀其实更加接近欧洲中中新世的拉尔泰犀Lartetotherium,尤其是西班牙La Retama中中新世的材料,并应该归入该属。这一发现指示此时在欧亚大陆两端存在生物迁徙交流。九龙口动物群是中国中中新世目前唯一记录有真犀族动物的化石点,说明其环境相对湿润封闭,和当时中国更靠西北的化石点存在差异。研究发现鼻切迹位置是真犀族动物演化中具有较好演化水平指示意义的特征。现生苏门犀鼻切迹相对靠前以及其整体与磁县拉尔泰犀的相似性,指示这个属在与史蒂芬犀、披毛犀等更特化的双角犀分化后超过1000万年的演化历史中,只经历了比较小的形态学变化,这可能和南亚/东南亚地区环境相对稳定,选择压力较低有关。

关键词：河北磁县九龙口中中新世磁县拉尔泰犀真犀族

西藏聂拉木亚汝雄拉晚中新世化石及其古环境意义

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岩石学报 2024年第5期40卷 1406-1417页

作者：李强倪喜军邓涛吴飞翔中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044

西藏聂拉木亚汝雄拉南坡保存有较厚的新生代达涕古湖盆沉积物,并产出晚中新世晚期福氏(垂鼻)三趾马(Hipparion(Cremohipparion)forstenae)化石,是研究青藏高原喜马拉雅地区新生代隆升与环境变迁的重要区域之一。目前对喜马拉雅山脉代表... 详细信息

西藏聂拉木亚汝雄拉南坡保存有较厚的新生代达涕古湖盆沉积物,并产出晚中新世晚期福氏(垂鼻)三趾马(Hipparion(Cremohipparion)forstenae)化石,是研究青藏高原喜马拉雅地区新生代隆升与环境变迁的重要区域之一。目前对喜马拉雅山脉代表性新生代沉积盆地的地层与古脊椎动物化石的研究工作主要集中在札达和吉隆盆地,对达涕古湖盆的研究程度仍很低。2020年,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所组织的第二次青藏高原综合科学考察研究古生物分队,对聂拉木亚汝雄拉地区开展中-新生代地层与古生物调查,在新近纪地层中采集到一小批脊椎动物化石,包括鲤科咽齿、犀类、有蹄类和鼠兔类。其中,鼠兔类化石归属于艾氏拟美兔(Bellatonoides eroli),这是该属在青藏高原地区的首次发现,指示其产出层位的生物地层年代不会晚于晚中新世早期(灞河期)。根据哺乳动物化石,目前可从亚汝雄拉剖面中识别出两个不同的层位和年代,即上部湖滨相地层产福氏(垂鼻)三趾马,其年代为晚中新世晚期(保德期);下部湖相地层产艾氏拟美兔,其年代可能为晚中新世早期(灞河期)。此前艾氏拟美兔发现于土耳其安卡拉(Ankara)和我国内蒙古中部地区中中新世晚期-晚中新世早期的地层中,通常与灵长类及其他森林型哺乳动物共同出现;福氏(垂鼻)三趾马分布于西藏吉隆和山西保德晚中新世晚期地层中,被认为适应于开阔生境,海拔分布不超过2900m。化石证据显示聂拉木达涕古湖盆在晚中新世早期至晚期的古海拔可能比现代高度低了近2000m,古植被类型存在从晚中新世早期的森林到晚中新世晚期的森林草原环境的转变,整体上晚中新世亚汝雄拉的古环境远比现代要适宜得多。

关键词：青藏高原晚中新世聂拉木达涕古湖盆脊椎动物古环境

有颌脊椎动物的黎明——志留纪早期鱼类化石揭示有颌脊椎动物的崛起

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科学通报 2023年第17期68卷 2144-2145页

作者：朱幼安赵文金盖志琨李强乔妥卢静朱敏中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044 曲靖师范学院自然历史文化研究中心曲靖655011

只有厘清“从鱼到人”的脊椎动物生命演化,才能解答人类的生物学属性从何而来.脊椎动物早期演化的一个重大飞跃是颌与有颌脊椎动物的出现.包括人类在内,地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨(包括上颌与下颌),统称为有颌脊椎动物或有颌... 详细信息

只有厘清“从鱼到人”的脊椎动物生命演化,才能解答人类的生物学属性从何而来.脊椎动物早期演化的一个重大飞跃是颌与有颌脊椎动物的出现.包括人类在内,地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨(包括上颌与下颌),统称为有颌脊椎动物或有颌类.人类的身体构型和很多重要器官的起源都可追溯到有颌类演化之初.颌的出现与有颌的类崛起具体发生在何地、是如何及为何而发生?已经灭绝的一些有颌类位于脊椎动物之树的什么位置?这些问题需要化石证据及古生物学研究来回答.

关键词：生命演化有颌类脊椎动物古生物学早期演化生物学属性灭绝颌骨

解读史前人类遗传混血史——普遍发生的混血现象

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科学通报 2020年第16期65卷 1523-1528页

作者：张明平婉菁付巧妹中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室中国科学院生物演化与环境卓越创新中心中国科学院大学

2018年,"尼安德特人母亲和丹尼索瓦人父亲的后代基因组"(The genome of the off spring of a Neanderthal mother and a Denisovan father)[1]的研究被Science评选为十大科学突破之一.该研究利用古DNA技术获取了两种古老型人类(指生活在... 详细信息

2018年,"尼安德特人母亲和丹尼索瓦人父亲的后代基因组"(The genome of the off spring of a Neanderthal mother and a Denisovan father)[1]的研究被Science评选为十大科学突破之一.该研究利用古DNA技术获取了两种古老型人类(指生活在约50～4万年前与现代人相近的早期人类,本文主要指尼安德特人和丹尼索瓦人)产生的子一代个体的全基因组信息,还原了一段不为人知的史前人类(泛指包括古老型人类和早期现代人等在史前出现的所有

关键词： ancient genomic data prehistoric admixture Neanderthal Denisovan

扫描古人类的蛋白质“条形码”,回答“我们从哪里来”

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科学通报 2020年第32期65卷 3502-3503页

作者：栗静舒中国科学院古脊椎动物与古人类研究所北京100044 中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044

蛋白质是构成人体生命的两种生物大分子之一,另一种是核酸.其中,核酸是传递遗传信息的载体,而蛋白质是生命体根据核酸信息记载的遗传图纸,转译出来行使生物功能的最基础结构.蛋白质由20种氨基酸排列与折叠而构成,其"形成法则"倒映着遗... 详细信息

蛋白质是构成人体生命的两种生物大分子之一,另一种是核酸.其中,核酸是传递遗传信息的载体,而蛋白质是生命体根据核酸信息记载的遗传图纸,转译出来行使生物功能的最基础结构.蛋白质由20种氨基酸排列与折叠而构成,其"形成法则"倒映着遗传信息的编码规则.

关键词：生物大分子遗传信息生物功能蛋白质编码规则生命体条形码古人类

南雄盆地白垩纪-古近纪交界恐龙灭绝和哺乳动物复苏

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科学通报 2017年第17期62卷 1869-1881页

作者：赵资奎叶捷王强中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室北京100044

南雄盆地白垩纪-古近纪(K/Pg)界线剖面脊椎动物化石(恐龙蛋壳和龟类骨化石)的地球化学研究结果表明,从白垩纪晚期到古近纪早期中国华南地区曾发生过3次以多个铱异常为标志的地球化学环境变化事件:第一次地球化学环境变化事件发生在67 Ma... 详细信息

南雄盆地白垩纪-古近纪(K/Pg)界线剖面脊椎动物化石(恐龙蛋壳和龟类骨化石)的地球化学研究结果表明,从白垩纪晚期到古近纪早期中国华南地区曾发生过3次以多个铱异常为标志的地球化学环境变化事件:第一次地球化学环境变化事件发生在67 Ma前,除了有很多蛋壳显示出病理组织结构特征外,由它们为代表的恐龙种群多样性并没有发生明显变化.第二次地球化学环境变化事件规模较大,正好发生在根据孢粉组合变化划分的K/Pg界线及其附近.恐龙在K/Pg交界开始灭绝,然后持续至古新世早期.这一灭绝过程大约经历了250 ka.恐龙灭绝的原因是多次以铱异常、微量元素异常和氧同位素异常为标志的环境变化引起的,短期和长期地球化学环境的不断恶化,使恐龙无法正常繁殖后代而逐渐灭绝.第三次地球化学环境变化事件出现在早-中古新世,表明当时的环境变化及其效应可能长时间推迟陆相生态环境的恢复和哺乳动物的完全复苏.南雄盆地获得的地球化学资料、恐龙渐变灭绝模式以及古新世哺乳类的复苏在年代上与印度德干火山喷发及持续时间比较一致.

关键词：南雄盆地白垩系-古近系(K/Pg)界线地球化学环境恐龙蛋恐龙灭绝哺乳类复苏