冯佳红，王政昆，朱万龙

(云南省高校西南山地生态系统动植物生态适应进化及保护重点实验室， 云南师范大学 生命科学学院，云南 昆明 650500)

1 引言

树鼩(Mammalia)被认为是比小鼠(Musmusculus)在进化上更接近人类的物种，而且具有体积小、易饲养、生殖周期短等诸多优点[1]。所以，作为模式生物被极为广泛的应用[2]，各种疾病模型也相继建立[3～7]。但其作为基石的分类地位仍未达成一致，这对应用显然是不利的。准确的厘定树鼩分类地位是极为重要的[8]，因为只有确切证明树鼩有更高的进化地位，与人有更高的亲缘关系，它才可能拥有比小鼠更高的科研和医学价值[9]。

近年来，随着分子生物学的崛起，树鼩分类研究取得了许多进展，并与形态学和古生物学一起，获得了倾向性结论，本文将讨论这些进展。但值得注意的是，现在仍然没有一致性结论，树鼩的准确分类仍然争议不断。本文也将探讨可能有希望的研究方向，只有在分类上建立了稳固的基石，才能为后续应用铺平道路。

2 古生物学研究树鼩分类

每种生物都有机会成为化石被埋藏在地壳里，对化石的发掘就如同阅读一本按照年代排列的进化书籍。通过放射性核素检测，甚至可以知晓物种存在的准确年代，所以古生物学方法也堪称研究物种分类地位的“金标准”。第一例明确的化石资料来自于1979年，发掘于印度Haritalyangar的矿床中[10]。这一化石为进化的研究和分类的厘定做出了重大的贡献。中国的第一例化石于1983年在云南的禄丰发现[11]，这对当时分类上的一些争议问题给出了准确答案。而最新的化石资料出现在2016年，是由倪喜军团队在云南省李家洼哺乳动物化石点所发现，该化石被命名为“麒麟树鼩”，可追溯到约3400万年前渐新世早期[12]。麒麟树鼩的发现让树鼩最早出现的时间翻了一倍，刷新了人们对树鼩最早出现年代的认知，也促使人们对树鼩的分类地位再评估。古生物学一直是研究进化和分类的主角之一，是属于能够“一锤定音的角色”，但已发掘到的化石资料极少，而大家对这方面的重视程度以及投入的人力物力还远远不够。对树鼩分类的准确界定，化石资料是及其重要的及其珍贵的，加大树鼩化石的寻找和发掘，是及其重要的突破点。

3 分子生物学研究树鼩分类

分子生物学方法是用核酸序列或蛋白质序列按照一定算法做比对，从而确定物种进化远近的一种方法。随着测序能力发展和分析算法的进步，这种方法在分类研究中愈来愈重要。目前，运用分子生物学方法对树鼩分类研究方面已经积累了大量资料。Schmitz等[13]在2000年时使用树鼩线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)的12个蛋白质编码序列与十几种代表性物种做比对，最终结果显示，树鼩与兔形目(Lagomorpha)有更高亲缘性。随后Hudelot等[14]的工作也支持这一结论。在核基因方面，Bailey等[15]在1992年分析ε-球蛋白基因(ε-globin genes)后认为树鼩与兔形目亲缘更近，Porter等[16]在分析了27个物种的血管性血友病因子(von Willebrand factor, VWF)后认为树鼩是啮齿目(Rodenti)近缘，Hallstrom和Janke[17]在2010年对31个物种用3364个同源基因建树分析后认为树鼩与啮齿目的亲缘关系更近。而在2013年，fan等[18]选择了15个代表物种的2117个单拷贝基因构建系统发育树，结果表明树鼩是灵长目(Primates)近亲，同年的类似研究也支持相同结论[19]。在2015年，对哺乳动物的基于多基因水平的进化树构建中，树鼩被认为和啮齿目或灵长目亲缘性最近[20]。总的来说，在分子层面展开的研究中，线粒体基因数据倾向于支持树鼩与啮齿目有更高亲缘，而核基因数据支持树鼩与灵长目更亲缘。在近些年的研究中，通过对树鼩寡聚合成酶家族(Oligomeric synthetase family)的比对，认为其更近灵长目[21]。对树鼩α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)研究发现，其cDNA序列除45、60、65、69、93、114、147、150、157、204、252、270、284、298、308和324位核苷酸外与人cDNA序列完全一致，甚至进一步蛋白质序列分析表明同源性高达97.1%[22]。在树鼩的白介素21(interleukin 21,IL-21)基因的研究中，认为树鼩IL-21与灵长类而非啮齿类的IL-21同源性较高—核苷酸序列的同源性为83.33%，且二级结构、疏水性和表面电荷分布也与人IL-21相似[23]。此外值得提出的是，2019年昆明动物研究所通过单分子测序(Single molecule sequencing)和高通量染色体构象捕获(High-througnput chromosome conformationcapture, Hi-C)技术获得了一个新的树鼩参考基因组，还通过对6个个体全基因组测序获得了树鼩的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)图谱[24]，这些宝贵数据为分子水平的树鼩分类研究提供了更坚实的基础，需要进一步挖掘利用。总之，分子的解析触及进化实质，是分类学最前沿方向之一。在前期的研究中，当选取不同基因时呈现出不同结果，这说明在分子的选取上和内部规律的理解上还有待解决的问题。在进一步的研究中，更深刻地理解分子的进化机制是重要的，而开发更能代表进化历程的算法也非常重要。针对后者，寻找数学和计算机方面的专业人士进行跨学科合作，是最有效的方式。

4 形态学研究树鼩分类

基于形态学的物种分类是一种古老的方法。不同的物种因为来源于共同祖先而具有的相似结构称为同源结构，通过比较物种的同源结构，把物种放到合适的进化位置。树鼩起初被划归为食虫目(Insectivora)，其后基于头骨、牙齿、肌肉和生殖系统等形态学方面的相似性被划归为灵长目[25]。在后续研究中，Zeller[26]发现树鼩头骨形态的发生与灵长有差异，于是非常支持将树鼩另立一目。而最近，通过解析树鼩的体液免疫系统(Humoral immune system)，认为相对于啮齿目它与灵长目更亲缘[27]，树鼩味觉丘脑的超微结构解析也认为其更类似于灵长目而非啮齿目[28]。通过比较树鼩、小鼠、恒河猴(Macaca mulatta)等的皮肤解剖结构，同样认为其更近灵长目[24]。尽管如此，目前形态学方面的证据依然没有形成统一性。所以，形态学虽然是最常用的分类方法，但在树鼩的准确分类中还没有形成统一标准。在后续研究中，更多形态学证据的挖掘是必要的，对形态学资料的整理分析和更深入比对也是必要的，而和其它证据综合起来形成证据链，相信是最有前途的方向。

5 表观遗传学树鼩分类

表观遗传学(Epigenetics)是不涉及基因序列改变的可遗传变异[29]，典型的例如DNA甲基化(DNA methylation)、组蛋白甲基化(Histone methylation)、组蛋白乙酰化(Histone acetylation)等[30]。表观遗传学颠覆了人们对遗传的认知，更为物种分类带来了新思想和新方法，结合表观遗传学理论，也许才能更深入的理解进化和分类。但比较遗憾的是，运用表观遗传学方法研究树鼩的分类还没有先例。尽管如此，仍然相信这是大有可为的方向，特别是随着表观遗传学的理论体系逐渐完善[31]，以及非编码RNA(Noncoding RNA, ncRNA)在生命体系中的调控网络逐渐被解析[32]。

6 展望

根据目前积累的证据，学者倾向性认为树鼩应该单立一目，且亲缘于灵长目。但不同证据间存在内部矛盾，甚至同为遗传物质的核基因和线粒体基因所得结论都不一致。应展开更广泛和深入的研究，除了挖掘新证据以外，如何把各种矛盾证据调和成一致性解释是更本质的问题，这不仅涉及到对进化更深入的理解，也涉及到分类标准的选取和一套更系统的评估方法/算法。总之，在大力推广树鼩作为模式生物之际，其分类地位的准确厘定也越发急迫。如果不能证明树鼩有更高的进化地位，如果不能证明树鼩与人有更高的相似性，为什么还要花费如此大的精力去取代已经非常成熟的啮齿动物呢？而除了以上讨论的各方面，综合胚胎发育、生理学、行为习性、生态分布、以至交配实验等各方面证据，也是重要的研究方向。