近日，我校生命科學(xué)學(xué)院武永華教授與環(huán)境學(xué)院馮江教授、江廷磊教授的最新合作研究成果“Ambushpredationandtheoriginofeuprimates”在ScienceAdvances《科學(xué)•進(jìn)展》在線發(fā)表。該項(xiàng)研究通過遺傳學(xué)與行為學(xué)的結(jié)合，揭示了真靈長(zhǎng)類相關(guān)特征進(jìn)化的生態(tài)動(dòng)力機(jī)制，提出了真靈長(zhǎng)類進(jìn)化起源的伏擊捕食假說。

真靈長(zhǎng)類為樹棲的哺乳動(dòng)物。真靈長(zhǎng)類區(qū)別于其它動(dòng)物類群的主要特征包括眼眶趨同前視、抓握的手腳、爪退化以及跳躍。化石研究結(jié)果顯示，這些特征早在真靈長(zhǎng)類祖先時(shí)期就已進(jìn)化產(chǎn)生。一百多年來，關(guān)于真靈長(zhǎng)類這些特征進(jìn)化起源的動(dòng)力機(jī)制一直處于爭(zhēng)論之中。

傳統(tǒng)的視覺捕食假說認(rèn)為，這些特征的進(jìn)化與真靈長(zhǎng)類祖先的樹棲捕食有關(guān)。根據(jù)視覺捕食假說，真靈長(zhǎng)類祖先主要食蟲，眼眶趨同前視有助于準(zhǔn)確定位獵物，抓握的手腳則有利于在細(xì)枝上行動(dòng)時(shí)保持身體平衡。為檢驗(yàn)該假說，本項(xiàng)研究利用該研究團(tuán)隊(duì)新近發(fā)展的分子譜系生態(tài)學(xué)方法重建了真靈長(zhǎng)類祖先的食性，結(jié)果顯示為肉食性。這與視覺捕食假說認(rèn)為的真靈長(zhǎng)類祖先為食蟲相一致。

真靈長(zhǎng)類進(jìn)化起源的伏擊捕食假說示意圖

視覺捕食假說雖然在很多方面比較合理地解釋了真靈長(zhǎng)類相關(guān)特征的進(jìn)化，然而業(yè)界（包括視覺捕食假說的提出者本人MattCartmill）認(rèn)為該假說最大的難點(diǎn)在于無法解釋為什么不是所有視覺捕食者（如狼、鷹等）都具有眼眶趨同前視這個(gè)特征，這意味著視覺捕食假說并不能充分說明真靈長(zhǎng)類相關(guān)特征進(jìn)化起源的動(dòng)力機(jī)制。

本項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，具有眼眶趨同前視這個(gè)特征的捕食者都為典型的伏擊捕食者，如貓科動(dòng)物、貓頭鷹、比目魚、鱷魚魚、管眼魚、觀星魚以及葉須鯊等都是如此。這暗示真靈長(zhǎng)類所具有的眼眶趨同前視可能與其早期的伏擊捕食特性有關(guān)。鑒于真靈長(zhǎng)類祖先可能為伏擊捕食者，這暗示真靈長(zhǎng)類相關(guān)特征的進(jìn)化可能是朝伏擊捕食特化適應(yīng)的結(jié)果。為了進(jìn)一步證實(shí)這一點(diǎn)，本研究通過比較有爪與無爪松鼠（剪去爪子）爬樹時(shí)的聲參數(shù)變化，結(jié)果顯示無爪爬行可以顯著降低噪音。真靈長(zhǎng)類所具有的抓握的手腳與爪退化相當(dāng)于無爪爬行，這說明抓握的手腳與爪退化可以顯著降低爬行噪音。降低爬行噪音是伏擊捕食者的主要特征之一，這樣可以避免被獵物發(fā)現(xiàn)。

伏擊捕食者一般具有三個(gè)顯著的特征：悄悄接近獵物，準(zhǔn)確定位獵物，發(fā)動(dòng)突然襲擊。真靈長(zhǎng)類抓握的手腳與爪退化有利于悄悄接近獵物，眼眶趨同前視有利于準(zhǔn)確定位獵物，跳躍則有利于對(duì)獵物發(fā)動(dòng)突然襲擊（如眼鏡猴）。因此，真靈長(zhǎng)類相關(guān)特征與伏擊捕食者的行為特征高度一致，本研究據(jù)此提出了真靈長(zhǎng)類進(jìn)化起源的伏擊捕食假說。

武永華教授課題組長(zhǎng)期關(guān)注于動(dòng)物進(jìn)化，近年來在國(guó)際上率先提出了“分子譜系生態(tài)學(xué)方法”，用于重建祖先的性狀。該分子方法的建立，開啟了新的研究領(lǐng)域——分子譜系生態(tài)學(xué)（MolecularPhyloecology）。利用該分子方法，研究團(tuán)隊(duì)在相關(guān)動(dòng)物類群進(jìn)化起源的生態(tài)動(dòng)力機(jī)制方面取得系列創(chuàng)新性成果，相關(guān)研究成果發(fā)表在ScienceAdvances，CommunicationsBiology以及ProceedingsB等國(guó)際著名期刊。