重塑蘇格蘭野貓命運(yùn)?科學(xué)家通過改變DNA拯救瀕危物種
中國生物多樣性保護(hù)與綠色發(fā)展基金會(huì)生物與科學(xué)倫理工作委員會(huì)(綠會(huì)BASE)小編注意到,2023年11月初發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》期刊上的一項(xiàng)最新研究,關(guān)注對象是蘇格蘭的歐洲野貓,這一物種由于與引進(jìn)的家貓的雜交而面臨瀕危。通過利用現(xiàn)代、博物館和古代野貓的基因組數(shù)據(jù),研究人員揭示了近70年來基因涌入開始的時(shí)間,并證明這一過程的顯著性。研究表明,盡管家貓?jiān)谟延?000多年的歷史,但涌入的開始僅限于過去七十年。結(jié)果顯示,現(xiàn)代野貓基因組中家貓的基因過多,特別是在主要組織相容性復(fù)合體(MHC)等關(guān)鍵區(qū)域。研究人員認(rèn)為,基因涌入可能為野貓?zhí)峁┝藢τ杉邑堃氲募膊〉谋Wo(hù),并且這種選擇可能通過連鎖拖曳導(dǎo)致了不適應(yīng)性的基因涌入。這一研究強(qiáng)調(diào)了了解野生種群雜交影響的重要性,并支持通過保護(hù)工作來減輕人為和環(huán)境變化帶來的后果。為供全球環(huán)境治理、科技倫理領(lǐng)域興趣人士參考,“中國生物救助與科學(xué)倫理”微信公眾號小編編譯分享其資訊如下,僅供參考,不代表平臺(tái)觀點(diǎn)。
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基因涌入威脅蘇格蘭野貓生存:近期加速并受疾病影響
“基因污染”是指在自然環(huán)境中,野生種群的基因組被外來種群的基因所影響或混合的現(xiàn)象。在蘇格蘭,野生歐洲貓種群因與引進(jìn)的家貓雜交而面臨危機(jī),但,這一過程的時(shí)間跨度和基因涌入的具體原因一直不為人知。
一項(xiàng)新的研究通過利用現(xiàn)代、博物館和古代樣本的基因組數(shù)據(jù),重新構(gòu)建了當(dāng)?shù)匾柏埛N群從繁榮到嚴(yán)重雜交的軌跡并進(jìn)行了定年。這個(gè)研究表明,盡管家貓?jiān)谟延谐^2000年的歷史,但雜交的開始僅在過去70年內(nèi)。研究分析還發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代野貓中存在的家貓基因在基因組的許多部分中明顯過多,包括主要的組織相容性復(fù)合體(MHC)。研究人員推測,基因涌入使野貓對由家貓攜帶和引入的疾病產(chǎn)生保護(hù)作用,并且這種選擇通過連鎖拖曳導(dǎo)致了不適應(yīng)性基因涌入。這一研究在蘇格蘭野貓案例中強(qiáng)調(diào)了了解野生種群雜交影響以及支持保護(hù)工作的地方祖先估算的重要性。

這個(gè)研究發(fā)現(xiàn),顯著雜交的開始可以追溯到20世紀(jì)50年代末,而雜交則是在大約100年前的瓶頸擴(kuò)張后發(fā)生的。與家貓相關(guān)的基因,包括主要組織相容性復(fù)合體(MHC)在內(nèi),顯示出過多的雜交。然而,在研究的野貓基因組樣本中,蘇格蘭野貓的基因組中僅有0.13%(3.2 Mb)的家貓基因,表明這一情況對野貓基因組影響較小。
歐洲野貓和家貓之間的交配問題,突顯了生物多樣性保護(hù)工作中面臨的一系列挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括對法規(guī)中對物種定義的影響,以及對于物種身份、完整性和基因獨(dú)特性等等。此外,在保護(hù)工作中,也需要在保護(hù)基因多樣性和保護(hù)棲息地及相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)功能之間尋找平衡。在蘇格蘭,由于受到獵殺和失去棲息地的雙重壓力,歐洲野貓?jiān)谶^去幾個(gè)世紀(jì)中經(jīng)歷了嚴(yán)重的種群減少和分布范圍的縮小。英國的野貓已經(jīng)滅絕,而現(xiàn)存的種群主要分布在蘇格蘭高地。目前,蘇格蘭的野貓與家貓的交配問題比其他歐洲地區(qū)更為嚴(yán)重,面臨基因涌入的威脅。研究數(shù)據(jù)顯示,這個(gè)野貓種群現(xiàn)在變成了一個(gè)“雜交群”,因此,通過基因涌入面臨著滅絕的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。

研究人員還強(qiáng)調(diào)了在其他歐洲野貓種群面臨相同情況時(shí),蘇格蘭獨(dú)特嚴(yán)重的人為雜交是如何產(chǎn)生的。古基因組學(xué)和動(dòng)物考古學(xué)研究表明,自公元前約350年起,家貓就一直存在于英國。直到16世紀(jì)以前,野貓和家貓的偶發(fā)雜交僅限制在一定程度上。然而,目前尚不清楚英國野貓是如何從偶發(fā)雜交的種群過渡到基因涌入的種群的,而這是直接導(dǎo)致基因涌入的。
在重建和保持野貓種群方面,綠會(huì)BASE小編注意到,該研究提出的建議中,包括了一項(xiàng)通過“去除基因引入”(de-introgression)的策略來嘗試重建祖先野貓基因組的可能性,并指出這可能需要包括大陸歐洲野貓的遺傳變異。此外,他們建議在棲息地恢復(fù)中使用HI指數(shù),以幫助保護(hù)野貓種群并促進(jìn)其在自然環(huán)境中的特征。
感興趣的讀者可以參看該研究全文(開放獲?。?/p>
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.10.026?
文 | Wendy?
審 | 綠茵
(本文來源于“中國生物救護(hù)與科學(xué)倫理”微信公眾號)