虎，或許是我們最熟悉的野生動物之一。每個動物園都會有一隻乃至一大群的虎，在我們熟悉的各種文學作品中也常能見到虎的描寫。但你可能不知道的是，虎和虎是有所不同的。
現代虎可以分出9個亞種：巴厘虎、裏海虎、爪哇虎、華南虎、東北虎、印支虎、馬來虎、孟加拉虎和蘇門答臘虎。
儘管都是虎，但不同亞種在外貌、體型方面卻存在著較大的差異。比如東北虎，是所有虎亞種中體型最大的，雄性體重可達300kg左右，而同樣生活在中國的華南虎就顯得秀氣多了，雄性基本在150kg左右，跟東北虎相比顯得十分嬌小。
通過遺傳學分析手段，科學家可以明確虎亞種的劃分方式。但是對於虎具體的演化之路，卻依然不夠明晰。虎是如何擴散、演化、分布成現在的格局的？相同的祖先，又是怎麼演化出多個不同的亞種？
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過去，相關研究受限於現存古代樣本的不足，並不能很好地解釋這些問題。但近年來飛速發展的古DNA技術，卻提供了一種全新的解題思路。
通過古DNA技術，研究人員可以從已有的生物遺體、沉積物中提取極微量的DNA片段，並以此為基礎獲得古代生物的基因序列信息。通過對基因序列信息的分析比較，就可以相對明晰地還原其背後的演化歷程。
2023年8月31日，北京大學生命科學學院的羅述金課題組與合作團隊在國際學術期刊《自然·生態學與進化》上發表的論文中，就通過古DNA方法取得了突破性進展。
研究中，研究人員對60多份珍貴樣品進行了採集與分析。這些樣本來自多個博物館館藏，包含了9個虎亞種，橫跨了廣泛的地理和時間範圍。因此，不僅有助於分析亞種形成演化之謎，也能夠幫助了解虎在亞洲大陸上的擴散和棲息情況。
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過去，對華南虎線粒體基因組的分析顯示，圈養華南虎除了本身特有的母系類型外，還含有其他亞種的母系類型。這意味著，華南虎形成過程中很可能有其他亞種的參與，因此，華南虎的遺傳獨立性是否成立一直有所爭議。
而此次研究，發現華南虎的核基因組單獨聚為一支，在核基因組層面具有獨特性，因此，作為亞種分類是毋庸置疑的。而通過進一步的種群分析，本次研究也解釋了為什麼華南虎的線粒體基因組擁有如此複雜的來源。
研究發現，與其他亞種共享母系類型的華南虎樣本僅限於來自中國東部的樣本，而來自西部等地的樣本則沒有出現。為了解釋這個例外，研究人員對冰期氣候波動下的老虎的適宜棲息地進行了測試，結果發現中國西南山區的一個小區域可能是該時期華南虎的避難所之一。
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基於以上兩個發現，研究人員提出一個假設：在距今約1.6~1.9萬年的末次盛冰期期間，整個亞洲東部發生了劇烈的氣候變化，尤其是靠北方環境的巨變，對當時的華南虎種群產生了巨大影響。為了躲避極端天氣，華南虎種群進入到了中國西南山地的避難所中，直到氣候適宜後才逐漸遷移出來，並與從印度擴散到華東地區，攜帶著其他母系類型的虎相遇並產生了基因交流留下了後代。這些後代最終形成了現代的華南虎種群，它們既具有獨特的核基因組，但又由於冰期後的基因交流而獲得了其他母系類型。
基於這個假設，研究者們推測中國東部可能是虎演化歷史上的基因大熔爐。在這個基因大熔爐中，來自西南地區的華南虎種群和來自印度的華東虎種群完成了交匯融合。此後，整個虎種群開始向東北亞擴散，並分別形成了裏海虎、東北虎等亞種。
因此，該研究也證明了：中國一直是虎演化的核心地區，並且對於虎分布格局的形成有重要意義。
策劃製作
本文為科普中國-星空計劃作品
出品｜中國科協科普部
監製｜中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司
作者丨海德拉 科普創作者
審核丨黃乘明 中國科學院動物研究所研究員