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長毛象的最後一戰:弗蘭格爾島的生存秘密和神秘滅絕

2024-07-06動物

對弗蘭格爾島上最後一頭長毛猛獁象的遺傳分析表明,盡管近親繁殖嚴重,遺傳多樣性較低,但這個族群仍存活了6000年。最初,這個群體的後裔不超過 8 人,後來擴大到 200-300 人。雖然基因問題並沒有直接導致它們的滅絕,但最終是什麽導致了它們的消亡仍不清楚。這項研究為我們提供了深入的見解,讓我們了解這類族群如何為當今的瀕危物種保護戰略提供參考。

弗蘭格爾島上的長毛猛獁象來自一個非常小的初始族群,盡管存在遺傳障礙,但它們還是維持了 6000 年。它們的突然滅絕仍是一個謎,為當代的保護工作提供了借鑒。圖片來源:Beth Zaiken

一萬年前,由於海平面上升,位於西伯利亞沿海的弗蘭格爾島上的長毛猛獁象的最後一個族群與大陸分離,與世隔絕。新的基因組研究表明,這個與世隔絕的族群在島上生活了6000年,最初只有8個個體,在20代內擴大到200到300個個體。這項研究發表在6月27日的【細胞】(Cell)雜誌上,研究表明弗蘭格爾島猛獁象表現出近親繁殖和遺傳多樣性低的跡象,但這些因素本身並不能解釋它們神秘和最終滅絕的原因。

西伯利亞大陸獠牙。圖片來源:Love Dalén

資深作者洛夫-達倫(Love Dalén)是古遺傳學中心的前進演化遺傳學家,該中心是瑞典自然歷史博物館和斯德哥爾摩大學的合作機構。"這意味著很可能只是某個隨機事件導致了它們的滅絕,如果那個隨機事件沒有發生,那麽我們今天就還會有猛獁象。"

愛-達倫圖片來源:伊恩-沃茨

除了揭示長毛猛獁象的族群動態,對弗蘭格爾島長毛猛獁象的分析還有助於為當今瀕危動物的保護戰略提供資訊。

第一作者、古遺傳學中心的瑪麗安-德哈斯克(Marianne Dehasque)說:"長毛象是了解當前生物多樣性危機以及從遺傳學角度了解一個物種經歷族群瓶頸時會發生什麽的絕佳系統,因為它們反映了當今許多族群的命運。"

瑪麗安-德哈斯克(Marianne Dehasque)在古 DNA 實驗室工作。圖片來源:Love Dalén

為了了解弗蘭格爾島瓶頸對猛獁象族群造成的基因組後果,研究小組分析了21頭長毛猛獁象的基因組,其中14頭來自弗蘭格爾島,7頭來自瓶頸發生前的大陸族群。這些樣本跨越了長毛猛獁象存在的最後5萬年,為了解長毛猛獁象基因多樣性如何隨時間發生變化提供了一個視窗。

與大陸祖先相比,弗蘭格爾島猛獁象基因組顯示出近親繁殖和遺傳多樣性低的跡象。除了總體遺傳多樣性較低之外,它們在主要組織相容性復合體中的多樣性也有所降低,而這組基因在脊椎動物的免疫反應中起著至關重要的作用。

弗蘭格爾島的象牙。圖片來源:Love Dalén

研究人員的研究表明,在長毛象居住在弗蘭格爾島的6000年中,族群的遺傳多樣性持續下降,但下降速度非常緩慢,這表明長毛象的族群數量直到最後一直保持穩定。盡管在長達6000年的時間裏,島上的猛獁象族群逐漸積累了中等程度的有害變異,但研究人員發現,該族群正在緩慢地清除最有害的變異。

德哈斯克說:"如果一個個體發生了極其有害的突變,它基本上就無法存活,因此隨著時間的推移,這些突變逐漸從族群中消失,但另一方面,我們看到猛獁象幾乎一直在積累輕微有害的突變,直到它們滅絕。對於當今的保護計劃來說,重要的是要牢記,僅僅讓族群數量恢復到適當的規模是不夠的;你還必須積極地對其進行基因監測,因為這些基因組的影響可能會持續 6000 多年"。

雖然這項研究分析的猛獁象基因組跨越了很大的時間跨度,但並不包括該物種存在的最後300年。不過,研究人員已經出土了猛獁象最後時期的化石,並計劃在未來進行基因組測序。

達倫說:"最後發生了什麽仍然是一個謎--我們不知道為什麽它們在6000年的時間裏一直很好,但我們認為這是突然發生的事情。我想說的是,我們仍然有希望找出它們滅絕的原因,但不能保證。"

編譯自/ScitechDaily