研究揭示朱?群體演化歷程

1月11日，《當代生物學》以The Genomic Footprints of the Fall and Recovery of the Crested ibis為題，在線發表了中國科學院昆明動物研究所張國捷課題組、西班牙龐培法布拉大學、丹麥哥本哈根大學等單位合作的研究成果。該工作將57份博物館樣品與當前保育區中現生朱?樣品作比較，揭示了朱?群體近代的歷史演化特徵，為其保育工作提供了重要的參考。

國家一級保護動物朱?是世界瀕危鳥類保護的旗艦物種，也是人工保育最為成功的物種之一。朱?曾廣泛分布於中國、朝鮮半島、日本和俄羅斯東部等地域。到上世紀五六十年代，由於農藥化肥的大量使用以及土地使用方式轉化等原因，朱?種群數量急劇下降，曾一度被認為在野外滅絕。直到上世紀八九十年代，在秦嶺發現了野生的七隻朱?個體，隨後開展了野外就地保護和人工繁殖等工作，後來國家在這一帶建立了陝西漢中朱?國家級自然保護區，使得群體數量恢復至目前2000多隻。近年來，國內外也有不少關於朱?生境變化、演化歷程、種群規模等方面的研究。但這些研究要麼缺乏全基因組數據，要麼僅基於現生群體。然而，基於現生群體的研究，很難追溯當前物種瀕危狀態是由於短期內的極端事件（如人為捕殺），還是其物種本身無法適應環境變化歷史以來已然處於非常低的多樣性背景之下而形成的？為清晰地回答朱?遺傳多樣性歷史變化過程，研究人員充分收集朱?博物館的歷史樣品和保育區的現代樣品資源，是已知的首次結合歷史和現代樣品的瀕危物種群體研究，為物種多樣性變化提供了時間尺度上的測量依據，更深入地衡量人類活動對物種生存狀況的影響，更直接地衡量保育工作對物種多樣性的維持或恢復程度。

該研究中的57份朱?歷史樣品來自九家博物館，屬於十九世紀末至二十世紀初朱?歷史上主要分布區（華東，西北，東北，朝鮮，日本和俄羅斯等地）。基於歷史樣品的全基因組重測序數據，結合保育區現生朱?群體數據，研究團隊發現，朱?群體下降早在約一萬年前就開始了。但當時氣溫上升，適合朱?生存所在地域的氣候對朱?群體生存的制約已經變得非常微弱，由此表明，朱?種群的生存受到人類活動的影響，遠比人們曾以為的近幾十年要發生得更早更嚴重。通過歷史生態位重構，該研究團隊也進一步支持了此發現。研究揭示，現代朱?群體失去了將近一半的歷史群體遺傳多樣性，同時，現生群體由於長期的近交積攢了較高的有害突變積累，展現出明顯的近交效應。例如，在現代群體中，對物種生存重要的免疫基因簇主要組織相容性複合體（MHC）的多樣性顯著丟失。由此說明，今後對朱?保育工作需要同分子遺傳學更好地結合，高效避免近親交配，基於個體遺傳背景針對性地增加重要基因的遺傳多態性。

該研究不僅為朱?的遺傳恢復工作提供了一個遺傳信息背景，更為其他瀕危物種的保育工作提供了一個新的利用博物館樣品開展遺傳研究的範例。該研究得到中科院戰略性先導科技專項（B類）「大尺度區域生物多樣性格局與生命策略」（XDB31020000）、動物複雜性狀的進化解析與調控先導B項目（XDB13000000），以及前沿交叉卓越創新中心等的支持。圖1. B591是一個ATP競爭型PI3K激酶抑製劑

保育區中的朱?個體

來源：中國科學院昆明動物研究所

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