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气候变化影响物种的遗传多样性 高山土拨鼠基因组分析

发布时间:2019-06-03 15:52:55 来源:

气候变化对生物体的遗传多样性有何影响?在柏林Charité - Universitätsmedizin领导的一项研究中,一个国际研究小组研究了高山土拨鼠的基因组,这是一个冰河时代的残余物,现在在高海拔的高山草甸中大量生活。结果出乎意料:该物种被发现是迄今为止所研究的任何野生哺乳动物中遗传多样性最少的物种。在土拨鼠的遗传过去中发现了一种解释。高山土拨鼠在与冰河时代有关的气候事件中失去了遗传多样性,自那时起就无法恢复其多样性。该研究的结果发表在Current Biology期刊上。

来自松鼠家族的大型啮齿动物,高山土拨鼠生活在树木线以外的高海拔山地地形中。一个国际研究团队现已成功破译动物的基因组,并发现测试的个体动物在遗传上非常相似。事实上,动物的遗传多样性低于其基因组经过遗传测序的任何其他野生哺乳动物。“我们对这一发现感到非常惊讶。低遗传多样性主要存在于高度濒危物种中,例如山地大猩猩。然而,高山土拨鼠的种群数量达到数十万,这就是物种的原因。不被认为有风险,“Charité主任Markus Ralser教授解释说。

由于高山土拨鼠的低遗传多样性无法通过动物目前的生存和繁殖习惯来解释,研究人员使用基于计算机的分析来重建土拨鼠的遗传过去。将综合遗传分析的结果与化石记录的数据结合起来后,研究人员得出的结论是,在最后一个冰河时期,高山土拨鼠由于多种与气候相关的适应性而失去了遗传多样性。这些改编之一发生在最后一个冰河时代(110,000至115,000年前)动物在更新世草原的殖民化过程中。第二次发生在更新世草原在冰河时代结束时(10,000至15,000年前)再次消失。自那时候起,土拨鼠居住在阿尔卑斯山的高海拔草原上,那里的温度与更新世草原栖息地的温度相似。研究人员发现有证据表明土拨鼠对更新世草原较冷温度的适应导致更长的生成时间和基因突变率的降低。这些发展意味着动物无法有效地再生其遗传多样性。总体结果表明,高山土拨鼠的基因组进化速度异常低。这些发展意味着动物无法有效地再生其遗传多样性。总体结果表明,高山土拨鼠的基因组进化速度异常低。这些发展意味着动物无法有效地再生其遗传多样性。总体结果表明,高山土拨鼠的基因组进化速度异常低。

Ralser教授在评论其结果的重要性时说:“我们的研究表明,气候变化可能对物种的遗传多样性产生极大的长期影响。这一点以前没有如此清晰地显示出来。当一个物种展示时几乎没有遗传多样性,这可能是由于数千年前发生的气候事件造成的,“他补充道:”尽管遗传多样性较低,但高山土拨鼠仍然能够存活数千年。毕竟,缺乏遗传变异可能意味着适应变化的能力降低,使受影响的物种更容易受到这两种疾病和环境条件的影响 - 包括当地气候的变化。

Ralser教授总结了这项研究的结果,他说:“我们应该认真对待这项研究的结果,因为我们可以看到过去的类似警告。在19世纪,这只鸽子是最丰富的陆地鸟类之一。然而,北半球在短短几年内就完全被消灭了。低遗传多样性可能在这方面发挥了作用。“ 他概述了他的进一步研究计划,他补充说:“下一步重要的是研究更接近其他动物的动物,就像高山土拨鼠一样,能够在冰河时代生存下来。这些动物可能陷入类似的低遗传多样性状态。目前,对特定物种灭绝风险的估计主要基于能够繁殖的动物数量。

2002年5月,Markus Ralser博士被任命为Charité的爱因斯坦生物化学教授。一位新陈代谢专家,Ralser教授在伦敦弗朗西斯克里克研究所和剑桥大学度过时,来到Charité,在那里他带领团队参与在这个研究中。参与该研究的其他研究人员来自谢菲尔德大学,比勒费尔德大学,马克斯普朗克分子遗传学研究所和其他机构。研究人员最初开始研究高山土拨鼠的基因组,以便更好地了解动物的脂质代谢。

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