科學家認為只有10只vaquita鼠海豚存活下來才能保證物種不滅亡

vaquita鼠海豚是世界上最小的海洋哺乳動物,瀕臨滅絕,仍有10只或更少的棲息地墨西哥加州灣,這是它們唯一的棲息地。但加州大學洛杉磯分校生物學家和同事團隊的遺傳分析發現,如果非法“刺網”捕魚迅速停止,瀕危物種仍然相對健康,並有可能生存。

加州大學洛杉磯分校生態學和進化生物學博士生、該研究的聯合作者Christopher Kyriazis說,有趣的是,我們發現vaquita不會因遺傳因素而註定要滅亡,例如有害突變,這些基因庫已經減少到類似程度的許多其他物種。非法捕魚仍然是他們最大的威脅。

這些小海豚的長度從4英尺到5英尺不等,經常纏繞在一起,死在獵捕捕託託巴的偷獵者使用的大型網狀刺網中,託託託巴是一種瀕危魚類,因其感知的藥用特性而受到一些國家的高度重視。雖然墨西哥已禁止totoaba捕魚,並將在vaquitas的棲息地使用這些漁網定為非法,但許多人表示,禁令並不總是得到執行。

研究人員分析了1985年至2017年期間存在的20個vaquitas的基因組,並進行了計算模擬,以預測該物種在未來50年的滅絕風險。他們的結論是,如果刺網捕魚立即結束,即使有近親繁殖,vaquita恢復的可能性也非常大。然而,如果這種做法繼續下去,即使是適度的,復甦前景也不會那麼樂觀。

該研究於5月6日在《

科學

》雜誌上發表

加州大學舊金山分校獲得生物學博士學位的聯合作者傑奎琳·羅賓遜說,與其他物種相比,這種vaquita從極端種群崩潰中反彈的可能性更高,而不會因近親繁殖而遭受嚴重的遺傳後果。“迷幻藥的遺傳多樣性不是那麼低,以至於對它們的健康和永續性構成威脅。它只是反映了它們的自然稀有性。”

遺傳多樣性是衡量種群中個體之間基因組之間差異的指標。大種群往往有很多差異,而自然較小或數量減少的種群則較少,導致個體在基因上更相似。加州大學洛杉磯分校生態學和進化生物學以及人類遺傳學副教授Kirk Lohmueller說,這種相似性通常會導致危及人口的有害突變的發生率更高,因為個體更有可能從父母雙方遺傳相同的靜音基因。

Lohmueller說,保護生物學和種群遺傳學的一個普遍觀點是,小種群可以積累有害的突變。然而,我們發現,vaquita在種群中隱藏的強烈有害突變可能較少,這意味著它們更適合在未來的近親繁殖中生存,這對它們的整體恢復來說是個好兆頭。

那麼,是什麼保護vaquitas免受近親繁殖的遺傳危險呢?研究人員表示,這在很大程度上與海灣北端一個非常小的棲息地一直是一個很小的種群這一事實有關。雖然它們的歷史數字未知,但1997年的第一次全面調查統計了大約570只鼠海豚——這個數字在過去25年裡穩步下降,但一開始並不大。

Robinson說,它們本質上相當於海洋物種,他指出,該物種在遺傳多樣性低下存活了數萬年。vaquitas自然的低丰度使它們能夠逐漸清除高度有害的隱性基因變體,這些基因變體可能會在近親繁殖下對其健康產生負面影響。

事實上,Robinson說,研究人員對包括vaquitas在內的12種海洋哺乳動物物種進行了基因分析,vaquitas的潛在有害突變數量最低。

雖然小種群規模、近親繁殖和有害遺傳變異之間的相互作用很複雜,但該團隊在本研究中使用的方法可以幫助揭示這些動態。

Robinson說,有了基因組資料集,我們現在有能力解決這種複雜性。“物種的有害遺傳變異水平可能會有所不同,它們不會都受到種群規模縮小或近親繁殖的完全相同的影響。現在有很多物種從極端衰落中恢復的例子。”

Kyriazis說,我們希望我們的分析不僅有助於展示vaquita恢復的潛力,還有助於強調一種基於基因組學的瀕危物種模擬方法。”

令人鼓舞的是,加州灣北部倖存的vaquitas正在積極繁殖,看起來健康。但偷獵者的刺網繼續對該物種構成生存威脅,除非採取進一步措施保護鼠海豚,否則它們顯然有可能滅絕。該研究的高階作者、加州大學洛杉磯分校的羅伯特·韋恩說,這一損失將是一場巨大的悲劇。

著名的生態學和進化生物學教授、霍華德·休斯醫學研究所教授韋恩說,這種vaquita象徵著加州灣發現的獨特多樣性,約翰·斯坦貝克在他1951年的精彩著作《科爾特斯海的日誌》中描述了這一點。它代表著一個獨特的進化譜系——世界上任何地方都沒有類似的物種——它的喪失將剝奪生態系統中適應這個獨特生態系統的重要捕食者。

該研究的資金來源包括國家衛生研究院、國家海洋和大氣管理局(NOAA)和墨西哥國家科學和技術委員會。

合著者包括NOAA西南漁業科學中心的Phillip Morin;NOAA的vaquita研究人員Barbara Taylor和Lorenzo Rojas-Bracho;墨西哥國家生物多樣性基因組學實驗室瓜納華託Irapuato高階基因組學單元的Sergio Nigenda Morales;以及華盛頓大學的Annabel Beichman。Morales和Beichman在Wayne和Lohmueller的指導下在加州大學洛杉磯分校獲得了博士學位。

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