基因組測序為蘇門答臘犀牛種群的生存狀況拉響警報

由斯德哥爾摩古遺傳學中心的研究人員領導的一項研究表明,僅存的蘇門答臘犀牛種群顯示出令人驚訝的低水平近親繁殖。研究人員對21個現代和歷史上的犀牛標本的基因組進行了測序,這使他們能夠調查今天生活的犀牛以及最近滅絕的一個種群的遺傳健康狀況。這些發現今天(2021年4月26日)發表在《自然通訊》雜誌上。

基因組測序為蘇門答臘犀牛種群的生存狀況拉響警報

蘇門答臘犀牛隻剩下不到100頭,是世界上最瀕危的哺乳動物物種之一。最近關於健康問題和低生育率的報告引起了人們對剩餘種群遭受近親繁殖問題的擔憂。然而,人們對這些神秘的犀牛的遺傳狀況知之甚少。

基因組測序為蘇門答臘犀牛種群的生存狀況拉響警報

來自婆羅洲的年輕雄性蘇門答臘犀牛Kertam的照片,他的基因組在這項研究中被測序。資料來源:Scuba動物園

為了調查蘇門答臘犀牛是否受到遺傳因素的威脅,研究人員對代表婆羅洲和蘇門答臘現今種群以及最近在馬來西亞半島滅絕的種群的16個個體的基因組進行了測序。這使他們能夠估計近親繁殖水平、遺傳變異以及種群中潛在的有害突變的頻率。此外,通過對五個歷史樣本的基因組測序,研究人員可以調查過去100年群體數量嚴重下降的遺傳後果。

研究人員認為,現今犀牛的近親繁殖水平相對較低,是由於種群規模的下降是最近發生的。這意味著近親繁殖還沒有趕上目前的小種群規模。這對剩餘種群的保護管理來說是個好消息,因為它意味著仍有時間來保護該物種的遺傳多樣性。然而,研究人員還發現,在這些個體的基因組中隱藏著許多潛在的有害突變,這對未來可能是個壞消息。

古代遺傳學中心的博士後研究員尼古拉斯-杜塞克斯(Nicolas Dussex)也是這項研究的共同負責人,他提醒說:”除非種群的規模開始擴大,否則近親繁殖水平很有可能開始上升,從而使遺傳疾病變得更加常見。”

基因組測序為蘇門答臘犀牛種群的生存狀況拉響警報

婆羅洲的年輕雄性蘇門答臘犀牛Kertam的照片,他的基因組在這項研究中被測序。資料來源:Scuba動物園

研究小組從馬來西亞半島最近滅絕的種群中發現了一個嚴峻的跡象,即婆羅洲和蘇門答臘島的剩餘種群可能很快會發生類似的情況。對歷史和現代基因組的比較表明,馬來西亞半島種群在滅絕前經歷了近親繁殖水平的快速增長。此外,研究人員觀察到潛在的有害突變頻率的變化,這與近親繁殖抑制相一致,近親繁殖抑制是一種現象,即密切相關的父母產生的後代患有遺傳疾病。這些結果意味著,如果剩餘的兩個種群的近親繁殖水平開始增加,它們可能會遭受類似的命運。

“不過,蘇門答臘犀牛並不是已經完全陷入困境。但至少我們的發現提供了一條前進的道路,在那里我們可能仍然能夠拯救該物種的大部分遺傳多樣性,”古遺傳學中心的進化遺傳學教授Love Dalén說。

為了盡量減少滅絕的風險,研究人員說,當務之急是增加種群規模。他們還建議,可以採取行動,使婆羅洲和蘇門答臘島之間的基因得以交流,例如通過轉移個體或使用人工授精。對這兩個島嶼的基因組進行比較,沒有證據表明這種基因交流會導致引入不太適應當地環境的基因。研究人員還指出,基因組測序可以作為一種工具,用於識別潛在有害突變數量較少的特定個體,而這些個體將特別適合這種類型的基因交流。

從更廣泛的角度來看,該研究強調了現代基因組測序技術在指導全球瀕危物種保護工作中的潛力。這項研究得到了瑞典科學生命實驗室的國家基因組學基礎設施的支持,是來自幾個不同國家的研究人員的合作,其中包括遺傳學家以及保護管理和生殖生物學專家。

來源:cnBeta