康奈尔大学和华盛顿大学的科学家首次揭示了育种猫狗的选择压力如何导致“趋同”的实例——即在相似环境条件下,无亲缘关系的动植物演化出相似特征的倾向。
研究人员在这两种驯化物种内部及物种之间均发现了显著的趋同案例。这种趋同现象出现在短脸品种身上,其专业术语称为短头颅或"挤压状"脸部。
由于育种的人工选择作用,这两个物种中某些品种(它们拥有共同祖先但已进化分离5000万年)的趋同程度达到极致,彼此间的相似度甚至超过了它们与自身物种大多数成员或祖先的相似度。该论文指出,这种现象此前尚未在驯化物种中被观察到。
当研究人员测量短头颅犬猫的头骨时,发现这两个不同物种的品种之间存在惊人的相似重叠。
"波斯猫、哈巴狗和京巴犬的头骨形状彼此非常相似,都具有扁平短小的面部,它们的口鼻部和上颚以相同方式向上倾斜,"康奈尔大学高级讲师艾比·德雷克解释道。德雷克与华盛顿大学生物学教授乔纳森·洛索斯同为该论文的通讯作者。
同样的趋同模式在每个物种内部多次发生。在犬类中,这种模式出现在斗牛犬品种中,随后又独立出现在京巴犬和西施犬等亚洲犬种中。在猫科中,波斯猫、喜马拉雅猫和缅甸猫等品种也表现出相同特征。
当趋同通过自然选择发生时——例如鸟类、蝙蝠和昆虫翅膀的演化——通常标志着成功特征的诞生。德雷克指出,在驯化物种中,进化过程极为迅速,这为理解进化机制提供了独特视角。
尽管猫狗祖先形态迥异,研究人员通过绘制头骨形状并对比分析,仍发现了这些相似性。犬类源自狼(一种口鼻部较长的大型动物),而猫科则源自野猫(一种面部较短、口鼻部较矮的小型动物)。
"它们的起点截然不同,"德雷克说,"但由于人类施加了相同的选择压力,最终进化得几乎如出一辙。"
育种的人工选择已催生出猫狗物种显著的多样性,其中犬类的多样性尤为突出。事实证明,犬类单一个种的形态差异已超过整个食肉目动物。
"我们在短期内演化的物种中观察到如此巨大的进化变异,"德雷克强调,"这在需要数百万年的进化历程中实属罕见,但我们通过对犬类施加极端选择压力实现了这一现象。"
研究团队同样发现,猫作为一个物种的多样性已超过整个猫科(包含41个物种)。
德雷克遗憾地指出,人类已将短头颅品种推向极端,导致它们易患呼吸、进食和生育问题,在野外环境中根本无法存活。
本研究通过CT扫描获取了家猫、家犬、野猫、狼、犬科物种、猫科物种以及鼬科、海象等食肉目动物的头骨形态三维测量数据。这些数据来源于兽医机构、博物馆藏品和自然历史数字档案库MorphoSource。
Story Source:
Materialsprovided byCornell University. Original written by Krishna Ramanujan, courtesy of the Cornell Chronicle.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Abby Grace Drake, Liam J. Revell, Christian Peter Klingenberg, Jimmy C. Lattimer, Nathan C. Nelson, Martin J. Schmidt, Allison L. Zwingenberger, Joshua K. Moyer, Jonathan B. Losos.Copy-cat evolution: Divergence and convergence within and between cat and dog breeds.Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025; 122 (18) DOI:10.1073/pnas.2413780122
2025-07-02
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