尽管老虎是世界上最具魅力的物种之一,杏耀的信誉但由于栖息地破碎、人类与野生动物的冲突和偷猎,老虎面临着不确定的未来。随着全球老虎数量的减少,它们的基因多样性也在减少。但直到现在,人们还不清楚动物数量的减少是如何在基因层面上影响它们的。
为了找到答案,斯坦福大学、印度国家生物科学中心、各大动物园和非政府组织的研究人员对幸存的四种老虎亚种的65个基因组进行了测序。他们的发现证实了不同的老虎亚种之间存在着强烈的基因差异,但令人惊讶的是,这些差异出现的时间相对较短,因为地球经历了一次重大的气候变化,我们自己的物种变得越来越占优势。
研究,详细的在一篇新论文中本周发表在《分子生物学与进化,显示了基因组学可以帮助指导对野生老虎和其他物种保护工作,研究领导者伊丽莎白·哈德利说,保罗·s和比利阿基里斯环境生物学教授在学校的人文和科学。
“人类在世界上的主导地位越来越强,这意味着我们对物种和种群哪些特征最适合人类世的理解变得越来越重要,”哈德利说,他指的是人类对环境产生重大影响的地质时代。
“一些人口适应未来由人类和我们的新气候和其他国家没有,所以任何类型的物种的管理应该通知我们可以从他们的基因组,”哈德利说,他也是一个斯坦福伍兹环境研究所高级研究员。“保护基因组学还远不是一门完美的科学,但这项对老虎的研究表明,对物种范围及其基因组进行充分取样的力量。”
研究表明,世界上现存的老虎亚种在大约2万年前就开始出现剧烈的近期收缩迹象,这个时期正好与全球从更新世冰河期过渡到亚洲人类统治地位的崛起相吻合。研究小组所研究的老虎的每个亚种都显示出独特的基因组特征,这是由于它们彼此之间越来越孤立的结果。
例如,在西伯利亚虎(或东北虎)中发现了当地环境对低温的基因组适应,西伯利亚虎是在俄罗斯远东地区发现的最北端老虎。这些适应性在其他被研究的老虎亚种群中是不存在的。与此同时,苏门答腊岛的老虎也显示出了适应身体大小调节的证据,这有助于解释它们整体体型较小的原因。尽管有了这些适应,这些种群的老虎的遗传多样性很低,这表明如果数量继续下降,可能需要考虑基因拯救。
拯救可能采取的一种方式是通过将不同的老虎亚种交配来增加它们的基因多样性,并保护它们免受近亲繁殖的不良影响。近亲繁殖发生在种群很小并且与其他种群隔离的情况下,有血缘关系的个体彼此交配。随着时间的推移,这导致基因组多样性降低,出现隐性疾病、身体畸形和生育问题,这些往往导致行为、健康和人口下降。虽然增加基因多样性是一个目标,但另一个目标可能是选择遗传性状,使其在不断变化的世界中获得更高的生存能力。
研究得出的结论是,即使是印度的孟加拉虎(约占世界野生老虎总数的70%),与其他亚种相比表现出相对较高的基因组多样性,也在一些种群中显示出近亲繁殖的迹象。
一些孟加拉虎种群实际上是被荒凉的人类海洋包围的小岛。这些老虎无法分散,所以只能选择它们的近亲作为配偶,”哈德利说。
虽然许多研究使用单个或少数个体的基因组序列来调查濒危物种,杏耀yl但这项工作重申了个体不可能代表一个种群或物种的地位。进一步研究潜在的近亲繁殖和亚种多样性下降的后果是有必要的。
该研究的第一作者埃莉·阿姆斯特朗(Ellie Armstrong)是哈德利实验室的一名斯坦福大学博士生,她说:“由于基因组学已经被保护起来,很明显,合作研究物种多样性是至关重要的。”“从单个基因组做出的推断,虽然对我们总体上的多样性知识有很好的补充,但不能推断出整个物种,尤其是利用圈养动物来推断其对复杂栖息地变化的适应情况。”
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