更新世时期,通常被称为冰河时期,是一个环境条件波动的动态时期,但要理解这一时期动物的进化可能具有挑战性。Leigha Lynch博士的新研究将DNA和化石数据结合在一起,重新评估科学家对北美马蹄铁进化的理解。
松貂是与黄鼠狼和獾关系密切的小型哺乳动物,今天它们广泛分布在北美。对于这项发表在《哺乳动物进化杂志》上的新研究,东田纳西州立大学校友、圣路易斯华盛顿大学博士后研究助理林奇(Lynch)尤其对两只美国水貂的故事感兴趣:美国水貂(American mink)和马特斯考里纳(Martes caurina)。
“我选择水貂进行这项研究,因为我真的想知道这些物种进化的环境背景,”林奇说。她解释说,大多数小型食肉动物的化石记录都非常不完整,因此很难了解它们的历史,但“马丁不是这样的,所以测试这个问题真的是一个很好的系统。”
这两种水貂都是在更新世晚期由共同的祖先进化而来的。通过比较它们之间的DNA并估计基因变化的速度,研究人员可以计算进化分裂何时发生以及不同物种如何从那里进化而来。以前使用这些方法的研究估计,这种分裂发生在不到20,000年前的冰河时代末期。
但是化石数据可以通过提供这些物种在整个冰河时期生活的地点和时间的准确信息来帮助锚定这些估计。在这项新的研究中,林奇使用了来自非洲各地的水貂化石数据,从阿巴拉契亚山脉到加利福尼亚再到加拿大。通过结合DNA和化石证据,她能够估计出这两个物种分裂的更早日期,在23万至54万年前。
随着冰川的收缩和衰退,这些物种似乎在数万年里反复分离、扩张和重新连接。
林奇说,这项研究表明,马丁在整个进化过程中经历了波动的栖息地和气候。“今天我们知道这些物种具有相当大的行为可塑性,这意味着它们可以根据它们的栖息地和猎物密度很容易地改变它们的狩猎、筑巢和运动行为,”她说。“我认为这一知识,结合它们在波动的气候中的进化,确实表明在更新世保持灵活性是有益的。”
了解过去的环境变化如何塑造了物种,有助于研究人员推断它们将如何继续应对未来的变化。科学家们正在不断改进如何最好地利用基因和化石数据来解释进化史。“我认为最近的研究表明,这些数据形式的结合是可行的,”林奇说。“困难在于找到合适的化石作为校准点。所以,不幸的是,这里的限制因素是化石记录本身。”