遇赫课题组基于灭绝水牛线粒体基因组揭示水牛演化关系

近日，北京大学生命科学学院、基因功能研究与操控全国重点实验室遇赫课题组，联合多家考古、文博及科研机构在iScience在线发表研究论文“Ancient mitogenomes reveal the genetic relationship among extinct and extant water buffaloes”。研究基于高质量已灭绝水牛线粒体基因组，厘清了圣水牛与王氏水牛的分类及演化关系，证实两类灭绝水牛并非现代家养沼泽型水牛的直系祖先，为水牛演化、古生物分类与家养动物起源研究提供了重要依据。

水牛是亚欧大陆史前重要大型哺乳动物，如今主要栖息于南亚、东南亚。更新世时期水牛曾遍布欧亚大陆，传统的动物考古学依靠骨骼、角形等形态特征划分出十余种灭绝水牛。其中，全新世广泛分布于东亚的圣水牛，一直被推测为中国沼泽型水牛的野生祖先；晚更新世耐寒的王氏水牛，其分类地位与演化关联也始终缺少分子证据支撑。与此同时，单纯依靠形态学判定古水牛物种的弊端，也长期制约着相关领域发展。

为解答上述科学问题，团队从16处考古遗址采集 111 份古代水牛样本，经古 DNA 富集、线粒体捕获、高通量测序与严格质控，最终获得30 份圣水牛与 2 份王氏水牛线粒体基因组数据，覆盖东北、中原、长江流域等核心区域。结合碳十四测年，样本年代跨度从距今约 4.8 万年延续至 3900 年前，完整覆盖两种古水牛的生存阶段，也是目前首个大规模东亚灭绝水牛线粒体基因组数据集。

系统发育、单倍型网络与分化时间分析显示，形态、生存环境差异显著的圣水牛与王氏水牛，遗传分化仅约38万年，和圣水牛种内支系分化水平相近，二者实际为同一物种。研究建议以命名更早的圣水牛为正式名称，将王氏水牛划为其亚种。该物种拥有极强的生态适应能力，晚更新世扩散至东北亚寒冷地带，全新世后在东亚中南部繁盛，最终因人类活动加剧在全新世中期走向消亡。针对学界争议已久的沼泽型水牛溯源假说，本研究明确予以否定：圣水牛演化支系与印尼低地水牛为姐妹群，和现代沼泽型、河流型水牛遗传距离较远，不存在直接祖源关系，即便长江下游驯化核心区的古样本也未发现相关遗传关联。

该研究也印证，仅凭借体型、角形等形态特征划分古水牛物种易受环境适应、种内变异干扰，古基因组学与形态学结合才是灭绝物种分类的可靠路径。研究还探讨了两类家养水牛的物种分化问题，为后续探寻沼泽型水牛真正野生祖先、还原驯化历史打下坚实基础。这项成果融合古生物学、考古学与古基因组学，为东亚史前水牛演化分类提供新认识，也为大型古哺乳动物研究提供了新思路。

北京大学生命科学学院博士生梁雪原为论文第一作者，遇赫研究员为通讯作者，研究工作得到北京自然科学基金等项目资助。多家考古院所、高校及科研机构共同参与此项工作。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.116354

图 已灭绝水牛与现生水牛分类演化关系