周旭明团队发现兽类社会组织与寿命存在关联演化
哺乳动物,也称兽类,拥有多种社会组织,例如:独居、配对和群居等。群居形式多样,包含以裸鼹鼠为代表的真社会和以金丝猴为代表的重层社会。群居还可以根据成年雌性和成年雄性独居或与多个异性共居的情况,划分为一雄多雌、一雌多雄和多雄多雌。同时,不同哺乳物种的最大寿命也呈现较高多样性,比如一些鼩鼱类最长只能活2年,而弓头鲸寿命可长达200多岁。目前,关于哺乳动物的社会组织和最大寿命之间是否存在协同演化尚没有明确答案。
2月1日,中国科学院动物研究所周旭明研究员团队整合系统发育比较方法和组学方法开展了社会性组织和寿命的跨物种比较研究。利用系统发育比较分析方法对约1000种哺乳动物进行分析,发现群居物种比独居物种更长寿。通过对社会组织与寿命的独立模型和关联模型的比较分析,发现在群居物种中,短寿向长寿的转化率更高(图1)。上述结果表明寿命的演化依赖于社会组织的演化,即在哺乳动物中,社会组织与寿命之间存在关联演化。
该研究还通过对94种哺乳动物的脑转录组的比较分析,鉴定出了31个在表达水平上共享的基因、以及激素和免疫相关的通路参与了社会组织与寿命的关联过程(图2)。选择压力分析进一步识别出8个在社会组织和寿命中共享的基因,其表达水平显著变化同时受到自然选择作用,这些共享的基因和通路可能在寿命和社会性的协同演化中发挥着重要作用。
相关研究成果以题为“Correlated evolution of social organization and lifespan in mammals”发表在Nature Communications。中国科学院动物研究所周旭明研究员和李明研究员为共同通讯作者。中国科学院动物研究所助理研究员朱平芬和博士研究生刘伟强为共同第一作者。澳大利亚西澳大学Cyril C. Grueter副教授为论文合作作者。该研究得到了国家自然基金(31801978、31821001、82050002)、北京市科委杰青项目(JQ19022)和中国科学院先导项目(XDB31000000)的资助。
参考文献:
Pingfen Zhu#, Weiqiang Liu#, Xiaoxiao Zhang, Meng Li, Gaoming Liu, Yang Yu, Zihao Li, Xuanjing Li, Juan Du, Xiao Wang, Cyril C. Grueter, Ming Li*, Xuming Zhou*. 2023. Correlated evolution of social organization and lifespan in mammals. Nature Communications, 14:372. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-023-35869-7
图1:哺乳动物社会组织与寿命关联演化
图2:哺乳动物社会组织与寿命的分子机制探究
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