北大Science：古基因组揭示披毛犀遗传多样性

2026年9月10日，北京大学相关研究团队在国际顶级期刊Science发表了题为Paleogenomics and habitat modeling reveal temperate Eurasian origins of woolly rhinoceroses的研究论文。该研究以披毛犀为对象，通过整合古DNA基因组分析、化石年代测定与古栖息地模拟，系统重建了披毛犀在更新世时期的种群历史、遗传结构及其与气候变化之间的关系。研究发现，长期以来被认为与披毛犀演化密切相关的西伯利亚高纬度地区，并非其遗传多样性的主要起源地，欧亚大陆中纬度地区，尤其是东亚温带区域，才可能是披毛犀重要遗传多样性的形成和保存中心。

论文第一作者为北京大学相关团队的肖乐雷，通讯作者为北京大学于赫。研究团队通过对欧亚大陆不同区域披毛犀化石进行系统筛选，结合既有古基因组数据，进一步将遗传信息与过去几十万年的气候、降水和食物资源等环境数据相结合，从而构建出披毛犀种群演化与栖息地变化之间的联系。

Background

研究背景

披毛犀（woolly rhinoceros）是冰河时期最具代表性的巨型哺乳动物之一，曾广泛分布于欧亚大陆，并持续生存超过10万年，直到全新世初期才走向灭绝。由于目前发现和保存较好的古DNA样本主要来自西伯利亚及东北欧亚高纬度地区，过去关于披毛犀遗传历史的认识，很大程度上建立在这些北方样本之上。

这种采样格局带来了一个重要问题：披毛犀真正的遗传多样性究竟在哪里形成？其种群是否一直以西伯利亚为核心，还是曾经在更加温暖的区域形成并保存遗传多样性？

尤其是在更新世时期，欧亚大陆经历了反复的冰期—间冰期气候波动，温度、降水以及植被资源不断发生变化。披毛犀如何在这些剧烈的环境变化中迁移、扩张和维持种群，又是什么样的地理区域帮助其度过气候剧变，一直缺乏完整的遗传和生态证据。

针对这一问题，研究团队没有局限于少量高纬度古DNA样本，而是扩大了样本的地理和时间范围。研究人员从欧亚大陆不同地区筛选了183件披毛犀化石样本，最终获得了29个线粒体基因组和14个核基因组，样本覆盖东亚、阿尔泰地区以及欧洲等区域，并与此前发表的披毛犀及相关犀牛基因组数据进行整合。

与此同时，研究团队进一步利用化石记录和古气候数据，对过去约50万年披毛犀潜在栖息地进行了模拟，将古基因组信息与温度、降水和食物资源等环境因素结合起来，从而从“基因—种群—环境”三个层面重新审视披毛犀的演化历史。

Findings

研究成果

该研究首先发现，披毛犀的遗传历史远比过去认识的更加复杂。线粒体基因组分析显示，其主要母系谱系大约在46万年前已经形成，并逐渐形成了明显的东欧亚与西欧亚遗传分化。

更重要的是，研究结果显示，披毛犀最大的遗传多样性并不集中在传统认知中的西伯利亚高纬度地区，而是更多集中于欧亚大陆中纬度区域，尤其是东亚温带地区。这一结果意味着，温带欧亚大陆可能曾经是披毛犀遗传多样性产生、积累和长期保存的重要区域，而西伯利亚更可能是其后续扩散和长期生存的重要组成部分。

研究进一步发现，阿尔泰地区可能发挥了重要的“避难所”和扩散枢纽作用。在间冰期等气候转暖阶段，部分披毛犀种群可能退回到更加适宜的区域，而阿尔泰地区则成为不同种群之间联系和重新扩散的重要节点。随着冰期与间冰期反复交替，披毛犀种群因此形成了复杂的空间迁移和遗传分化历史。

此外，研究还发现了披毛犀与梅克氏犀（Merck's rhinoceros）之间存在基因交流的证据，说明更新世时期不同犀牛类群之间并非完全隔离，而可能存在一定程度的杂交和基因流动。

综合古基因组与古栖息地模型，研究团队构建出一幅更加完整的披毛犀演化图景：气候变化不断改变适宜栖息地，种群随环境变化发生迁移和重组，而温带区域则可能成为遗传多样性长期保存的重要“避难所”。

这一发现改变了过去将披毛犀演化核心简单归因于西伯利亚冰原环境的认识，说明冰期巨型动物的演化历史需要从更加广阔的欧亚大陆尺度进行理解。

Implication

经验启示

对于古生物学、进化生物学乃至生态学研究而言，这也是一个重要方法论启示：研究物种历史不能只看“现在留下了什么”，还要追问“为什么这些证据能够留下来，以及哪些区域的证据可能已经被保存偏差掩盖”。

该研究通过古基因组与古环境模拟相结合，揭示了披毛犀遗传多样性的温带欧亚起源，并进一步说明气候变化、栖息地迁移与种群遗传结构之间存在紧密联系，为理解冰期巨型动物的演化、扩散和最终灭绝提供了新的证据，也为利用古DNA重建其他灭绝物种的演化历史提供了可借鉴的研究范式。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aed0430

参考资料：中科院、Science

更多相关信息，可扫码+群，邀您进学术圈

原标题：《北大Science：古基因组揭示披毛犀遗传多样性》

阅读原文