日报-20220217-朱鹮种群历史动态的基因组印记
在保护生物学实践中,保护措施对遗传状态有好的影响吗?这需要对实施保护措施前后的基因数据进行比较。日本斑羚是野生动物保护实践中非常著名的例子,从只有7只恢复到>:2000年,保护工作取得显著成效。种群已经初步恢复的朱鹮的遗传状态也恢复了吗?研究人员对朱鹮的历史样本和活着的个体进行了测序,并将历史种群与活着的种群进行了比较。发现活种群已经失去了几乎一半的祖先种群多样性,并且有非常严重的突变负荷。此外,研究人员还发现,伴随近亲繁殖的遗传漂变在很大程度上消除了祖先多态性。
ABC图中粉色表示活体样本,其余为历史样本,NW表示西北,EA表示华东,NE表示东北地区;D图中最右边的样本是活体样本。活着的种群没有明显的种群结构,而历史标本则表现出多样性。
对这些人口的历史动态进行了估算(PopSizeABC估算,过去10000年的变化比PSMC更近),居住人口下降趋势最明显(注意时间从右到左)。研究人员模拟历史生态位(ENMs)发现,进入末次冰期后,适合朱鹮生存的区域大大减少,这与进入冰期后种群数量减少是一致的。图B所示的当前适宜居住区域与上一次冰期(图C)基本一致,这说明?19年末和20世纪初种群的崩溃更多是由于人类活动的影响,这与那个时期人类活动对栖息地的严重干扰是一致的。
与历史样本相比,活体个体的单核苷酸多态性很低,只有历史群体的一半左右。基因组中也有很多IBD,纯合区域广,说明近亲繁殖严重。作者比较了朱鹮与其他物种的近亲繁殖系数,发现存活种群的近亲繁殖系数很高,即使与有效种群规模相近的其他物种相比,也是一骑绝尘。
研究人员还研究了历史种群和现在种群的等位基因频谱,结果表明,随着有效种群规模的急剧下降和严重的近亲繁殖,现在种群中积累了许多有害的突变。这很可能是由于种群快速下降,净化选择去除已经来不及了。
环形图显示,生活群体的等位基因丰富度明显低于历史群体。在活着的人群中也有更多的长单倍型。
朱鹮濒危是因为物种本身还是因为人为干扰?这项研究的结果表明,朱鹮的种群数量本应在最后一次冰期后的一万年内恢复,但却未能恢复。这可能是因为朱鹮本身已经走到了物种的死胡同,人类活动的影响不容忽视。
虽然朱鹮的数量有所增加,但其基因组多样性仍然非常脆弱,容易受到病原菌、环境变化等因素的影响。朱鹮的保护依然任重道远。