首页 >在濒临灭绝之后,新的基因组数据预示着秃鹫的美好未来

在濒临灭绝之后,新的基因组数据预示着秃鹫的美好未来

时间:2021-07-22 17:18

After near extinction, new genome data bodes well for condors' future

曾经丰富的加州秃鹰在野外短暂地灭绝了,到1982年只有22只人工饲养的秃鹰。今天,有300只秃鹰在野外自由生活,另有200只被圈养。但是,尽管秃鹰苦苦挣扎,5月13日发表在《当代生物学》杂志上的一项关于加州秃鹰基因组的新研究发现了数量惊人的遗传多样性。

这项研究是首次开始量化整个加州秃鹫基因组的多样性,这为研究人员提供了必要的基线信息,以指导未来的研究和保护这种标志性物种,北美最大的陆鸟物种。研究人员说,它们的基因组组装质量是迄今为止所有鸟类基因组测序中最高的。

加州大学旧金山分校的杰奎琳·罗宾逊(Jacqueline Robinson)说:“我们估计,在一万年前之前,有数万只秃鹰。”“今天秃鹫相对较高的多样性是它们历史上较高的种群规模的遗产。”

她补充说:“我们的结果与我们从化石记录中知道的一致,那就是加州秃鹰的祖先曾经遍布美国各地。随着时间的推移,秃鹫的活动范围逐渐缩小,直到它们只能在太平洋沿岸生存,在那里它们能够以大型海洋哺乳动物的尸体为食物。”

20世纪,由于铅中毒、偷猎和栖息地的丧失,秃鹰几乎灭绝。但是关于这种鸟的很多历史仍然是模糊的。为了填补这一空白,并在新研究中帮助未来对该物种的管理,包括同样来自加州大学旧金山分校的罗宾逊和杰夫·沃尔(Jeff Wall)在内的研究人员,以及圣地亚哥动物园野生动物联盟的辛西娅·施泰纳(Cynthia Steiner),为加州秃鹰制作了一个高质量的染色体长度基因组组装。他们还分析了它的全基因组多样性。

After near extinction, new genome data bodes well for condors' future秃鹰的照片。资料来源:圣地亚哥动物园野生动物联盟

为了进行比较,研究小组检查了加州秃鹫的两种近亲:安第斯秃鹫和火鸡秃鹫的基因组。他们报告说,所有三个物种的基因组都显示出历史上种群数量下降的证据。然而,加州秃鹫的基因组显示出其历史丰富程度惊人的高度变异。

罗宾逊说:“我们的研究表明,加州秃鹰的历史包括地质时期的长期衰退,在此之前,由于人类活动,秃鹰最近濒临灭绝。”“这并不是说加州秃鹫已经注定要灭绝,因为我们也发现了安第斯秃鹫和土耳其秃鹫的历史衰落,而现在土耳其秃鹫极其丰富。”这些物种在历史上不断减少的模式可能与更新世以来美洲鸟类食腐动物的减少和灭绝有关,但我们需要做更多的研究来真正解决这个问题。”

根据他们的分析,长期的进化力量和最近的近亲繁殖塑造了加州秃鹰的基因组。然而,在加州秃鹰由于近亲繁殖而缺乏变异的地区以外,他们发现了相对较高的遗传多样性。研究人员还发现了令人鼓舞的证据,表明净化选择已经消除了种群中的有害突变,他们说这对该物种未来的恢复是一个好兆头。

“尽管加州秃鹫在20世纪经历了严重的瓶颈,但基因组保留了相对较高程度的遗传变异,这代表了该物种的祖先人口统计历史,拥有更大的祖先种群规模,”施泰纳说。她说:“这是一个非同寻常的发现,很少有其他极度濒危物种,比如小头鼠海豚,也发现了这种现象。”小头鼠海豚是最濒危的海洋哺乳动物。“如果目前的威胁得到控制,这一物种在野外的恢复潜力是非常有希望的。”

“我们不知道加州秃鹰的基因组在多大程度上会显示近亲繁殖的迹象,”罗宾逊补充道。“我们现在知道,在圈养繁殖努力开始之前,野外有一些近亲繁殖。未来对更多个体的测序将告诉我们,基因组中是否有区域完全失去了可变性,或者在过去几十年里人工繁殖和增加种群规模是否减轻了以前近亲繁殖的影响。”

Steiner说,他们计划将加州秃鹰的基因组研究扩展到种群水平,以更好地了解近亲繁殖和遗传侵蚀的水平,并测量活种群中的遗传负荷。一个重要的目标是确定与健康相关的性状和疾病的遗传基础。例如,他们现在有了需要的基因组工具来了解诸如软骨营养不良(骨骼生长异常)和14尾羽毛综合症(秃鹰有两根额外的尾羽)等性状的遗传基础,并可能在繁殖计划中管理这些有害性状,她说。