新研究表明DNA分析可以帮助预测哪些动物面临最高的灭绝风险

导读 由圣地亚哥动物园野生动物联盟和加州大学圣克鲁斯分校领导的一组科学家发现,动物的基因组信息可以帮助预测哪些哺乳动物物种更有可能面临灭

由圣地亚哥动物园野生动物联盟和加州大学圣克鲁斯分校领导的一组科学家发现,动物的基因组信息可以帮助预测哪些哺乳动物物种更有可能面临灭绝。

他们发现,历史种群较小的物种携带更高的破坏性突变负担,并且灭绝风险增加,这表明长期人口统计数据与今天的保护状况和弹性有关。

这些发现可能会改变保护行动和资源的战略应用方式,以帮助拯救濒危野生动物,是ZoonomiaConsortium系列论文的一部分,该论文将于今年春天发表在《科学》杂志的特刊上。

地球正在经历生物多样性的迅速丧失,数以万计的物种面临灭绝的风险,确定最迫切需要的物种是一个漫长而昂贵的过程。但是,关于数千种物种的信息知之甚少,这使得很难分配有限的保护资源来瞄准那些最接近边缘的物种。

为了帮助规避这些限制,科学家们检查了240种哺乳动物,从小树鼩到高耸的长颈鹿,虎鲸甚至人类。他们发现,在单个基因组中编码的DNA——反映了该物种数百万年的历史——可以提供快速、具有成本效益的保护风险评估,即使我们对动物的生理、行为和生活史特征知之甚少,甚至还有多少个体。

“这些结果表明,遗传信息,即使仅来自给定物种的单个个体,也为设计保护策略的科学家以及那些在该领域有靴子的科学家提供了即时,可操作的指导,”圣地亚哥动物园野生动物联盟的保护科学家,该论文的两位主要作者之一ArynP.Wilder博士说。

“可用于保护野生动物物种的有限资源需要分类,”UCSC古基因组学实验室的研究科学家,该项目的共同负责人MeganSupple说。“我们的基因组评估提供了一种相对便宜的方法,可以快速识别未来濒临灭绝风险的物种,即使对该物种知之甚少。这种基因组分类使管理人员能够将有限的资源用于最需要的物种。

基因组研究用于训练模型,根据人口统计学,多样性和影响适应性的突变,快速区分受威胁和非受威胁物种。这将有助于评估灭绝风险,并确定数千种受威胁物种中哪些物种将从保护支持中受益最多,特别是随着测序基因组数量的增加和模型的不断改进。

三个物种-上加利利山脉盲鼹鼠,小雪佛兰和逆戟鲸-被强调为数千种物种中缺乏有关它们是否受到威胁的信息的三个例子。科学家们将他们的模型应用于这些“数据不足”的物种,以证明基因组风险评估是如何工作的。

使这项研究具有开创性的是该研究中包含的物种总数,这是同类中最大的。通过检查240个物种,科学家们能够估计最能预测灭绝风险的基因组特征,并建立基因组风险评估模型,以便在缺乏其他信息时使用。

这导致该论文的作者呼吁将基因组信息纳入物种保护状况评估,弥合遗传学家和保护管理者之间的差距,并为向风险最高的物种部署资金和资源提供一个框架。

“许多潜在的濒危物种被归类为'数据不足',这意味着我们只是太少的信息来确定是否需要立即采取保护行动,”加州大学圣克鲁斯分校生态学和进化生物学教授BethShapiro博士说。“我们的研究结果表明,来自单个个体的基因组足以识别这些'数据不足'物种中最受威胁的物种,使我们能够将有限的资源集中在最具影响力的地方。

“我们快速变化的世界威胁着全世界的动植物物种-但基因组学在保护中的使用是保护它们的巨大,未被重视的机会,”圣地亚哥动物园野生动物联盟保护遗传学的克莱伯格捐赠主任OliverRyder博士说。

“我们正处于一个前所未有的发现时代——一种全新的看待世界的方式。我们长期以来一直认为这种潜力存在,但看到它结晶成催化剂,帮助环保主义者做出关键决定,拯救我们所知道的世界,这是深刻的。

基因组学手稿是ZoonomiaConsortium工作的一部分,ZoonomiaConsortium是世界上最大的哺乳动物基因组学比较资源,涉及全球150多人。科学系列论文还展示了比较基因组学如何阐明某些物种如何取得非凡的壮举,并帮助科学家更好地了解我们基因组中功能正常的部分以及它们如何影响健康和疾病。他们还确定了稀有哺乳动物特征的部分遗传基础,例如从数英里外嗅闻微弱气味的能力。

圣地亚哥动物园野生动物联盟的“冷冻动物园”提供了许多基因样本,包括受威胁和濒危物种的基因样本,作为人畜共患病联盟的一部分,在全球50多个机构进行的DNA分析。冷冻动物园或野生动物生物多样性银行是同类遗传物质中最大的存储库,包含来自代表10,000多个物种和亚种的大约1,100只动物的活细胞培养物和生殖材料。