在人类到达新西兰之前,极度濒危的不会飞的鹦鹉kākāpō可能有数十万只。到1995年,它们的数量已经减少到只有51只,包括50只孤立在斯图尔特岛上的鸟和一只单身的雄性,名叫理查德·亨利,独自生活在大陆上。今天,这一数字已经增长到大约200人。
现在,对该物种的第一次基因组测序带来了一些令人惊讶的好消息:尽管经历了1万年的孤岛隔离和近亲繁殖,kākāpō似乎已经失去了潜在的有害突变,而不是积累它们。事实上,它们现在携带的有害突变比大陆上曾经灭绝的种群要少。由瑞典和新西兰的研究人员进行的分析报告于9月8日发表在《细胞基因组学》杂志上。
“尽管kākāpō是世界上近亲繁殖和濒临灭绝的鸟类物种之一,但它的有害突变比预期的要少得多,”古遗传学中心和斯德哥尔摩大学的研究员尼古拉斯·杜塞克斯(Nicolas Dussex)说。“我们的数据显示,斯图尔特岛上幸存的种群已经被隔离了大约1万年,在此期间,有害的突变被称为‘清除’的自然选择过程消除了,而近亲繁殖可能促进了这一过程。”
古遗传学中心和瑞典自然历史博物馆的Love Dalé补充说:“在小群体中,这种有害的突变可能会导致遗传疾病。”“因此,我们发现有害突变数量减少是很重要的,因为这意味着当今种群中的近亲繁殖可能没有我们最初认为的那么严重。”
在这项新的研究中,研究人员报告了kākāpō的首次全基因组分析,包括高质量的基因组组装。他们总共对49个kākāpō基因组进行了测序和分析,其中35个代表了唯一幸存的岛屿种群,14个代表了已经灭绝的大陆种群。
科学理论表明,在小种群中,有害的突变可能会累积,导致灭绝的风险增加。但也有可能,通过近亲繁殖暴露出来的有害基因变异,可能会通过自然选择从种群中消除,这一过程被称为清除。在这项新研究中,研究人员现在发现后一种可能性更准确地描述了kākāpō的情况。
研究人员说,这些发现现在可以用于保护和增长剩余的种群。例如,基因组数据可以用来选择可能对后代最有帮助的育种个体。Dalén说:“我们发现,来自大陆的单身雄性幸存者理查德·亨利比斯图尔特岛的鸟类有更多的有害突变。”“因此,这些有害的突变可能会在后代中传播。”
他补充说,另一方面,理查德·亨利在基因上也是独特的,可能会携带有用的基因多样性。这意味着必须仔细考虑利弊。因此,仔细监测理查德·亨利后代的健康状况和基因组,以确保他们不会给岛上的人口带来有害的突变,将是很重要的。
kākāpō上的发现也对濒危物种和小种群有更广泛的意义。“我们的结果是好消息,不仅对kākāpō,对其他高度近亲繁殖和隔离物种的保护也是如此,因为它们表明,在某些情况下,小种群即使隔离数百代,也有可能存活下来,”奥塔哥大学的布鲁斯·罗伯逊研究kākāpō遗传学已有25年。
杜塞克斯说:“虽然该物种仍然处于极度濒危状态,但这一结果令人鼓舞,因为它表明,随着时间的推移,大量基因缺陷已经消失,单单高近亲繁殖可能并不一定意味着该物种注定要灭绝。”“因此,这让我们对kākāpō以及其他拥有类似种群历史的物种的长期生存有了一些希望。”
研究人员计划继续调查其他极端近亲繁殖的鸟类和哺乳动物物种,以进行类似的研究。一个重要的目标是找出今天的kākāpō的健康是否是一个罕见的例外,而大多数濒危物种往往积累有害的突变。