新的基因組研究提供了科學(xué)的答案
加州大學(xué)洛杉磯分校的生物學(xué)家今天在“ 科學(xué)進(jìn)展 ”雜志上發(fā)表的研究表明,美國(guó)魚類和野生動(dòng)物管理局根據(jù)“瀕危物種法案”取消灰狼的科學(xué)理由是不正確的。根據(jù)該法案保護(hù)灰狼的一個(gè)關(guān)鍵理由是其地理范圍包括大湖區(qū)和29個(gè)東部州以及北美大部分地區(qū)。魚類和野生動(dòng)物管理局于2014年發(fā)表了一份文件,聲稱一種新認(rèn)識(shí)的物種稱為東部狼,占據(jù)了大湖區(qū)和東部各州,而不是灰狼。因此,該法案下的原始列表無(wú)效,并且該服務(wù)建議該物種(除了墨西哥灰狼,北美最瀕危的灰狼)應(yīng)該根據(jù)該法案取消保護(hù)。
根據(jù)“瀕危物種法”,美國(guó)魚類和野生動(dòng)物管理局決定將灰狼從保護(hù)中移除,可能最早在今年秋天作出。在這項(xiàng)新研究中,生物學(xué)家分析了北美狼的完整基因組 - 包括灰狼,東狼和紅狼 - 土狼。研究人員發(fā)現(xiàn)紅狼和東狼都不是獨(dú)特的物種,而是灰狼和土狼的混合物。
加州大學(xué)洛杉磯分校的生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)教授羅伯特韋恩說(shuō):“最近定義的東部狼只是一只灰狼和土狼混合物,其基因組的75%被分配給灰狼。” “我們沒有發(fā)現(xiàn)東部狼具有單獨(dú)的進(jìn)化遺產(chǎn)的證據(jù)?;依菓?yīng)該保持其瀕臨滅絕的物種狀態(tài)并保存,因?yàn)槿コ脑蚴遣徽_的?;依谴_實(shí)生活在大湖地區(qū)和東部29個(gè)州。“
在北美和世界上最普遍的哺乳動(dòng)物中,灰狼曾經(jīng)在美國(guó),墨西哥和西歐的大部分地區(qū)滅絕,并且大部分生活在荒野和偏遠(yuǎn)地區(qū)?;依侨匀簧钤诖蠛^(qū),但不是在東部各州。
韋恩說(shuō),顯然,這兩個(gè)物種在數(shù)百年前首次在美國(guó)南部混合,導(dǎo)致人口變得更像土狼,就像灰狼被屠殺一樣。最近在大湖區(qū)發(fā)生了同樣的過程,因?yàn)槔亲兊煤币?,并且土狼?0世紀(jì)20年代進(jìn)入該地區(qū)。
研究人員分析了12只純灰狼(來(lái)自沒有土狼的區(qū)域),3只土狼(來(lái)自沒有灰狼的區(qū)域),6只東方狼(研究人員稱之為大湖狼)和3只紅狼的基因組。
對(duì)于紅狼和東部狼是否是遺傳上不同的物種存在很大的爭(zhēng)議。在他們的研究中,研究人員沒有找到一種獨(dú)特的血統(tǒng),這種血統(tǒng)無(wú)法用灰狼和土狼之間的相互繁殖來(lái)解釋。
“如果你用人類 - 歐亞大陸的人類基因組進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn) - 你會(huì)發(fā)現(xiàn)人類基因組中有百分之四到四的人看起來(lái)像另一個(gè)物種的奇怪的基因組元素:尼安德特人,”韋恩說(shuō)。“在紅狼和東部狼群中,我們認(rèn)為它可能至少有10%到20%的基因組無(wú)法通過灰狼和土狼的祖先來(lái)解釋。但是,我們發(fā)現(xiàn)平均只有3%到4% - 類似于與我們的小參考集相比,在同一物種的個(gè)體中發(fā)現(xiàn)的。“
純東部狼被認(rèn)為居住在安大略省的阿岡昆省立公園。研究人員研究了阿岡昆省立公園的兩個(gè)樣本,發(fā)現(xiàn)他們大約有50%的灰狼,50%的土狼。
生物學(xué)家錯(cuò)誤地將灰狼和土狼的后代分類為紅狼或東方狼,但新的基因組數(shù)據(jù)表明它們是雜交種。“這些灰狼 - 土狼雜交種看起來(lái)很鮮明,被誤認(rèn)為是一種獨(dú)特的物種,”韋恩說(shuō)。
最終,在美國(guó)南部灰狼滅絕之后,紅狼只能彼此交配并與土狼交配,并變得越來(lái)越像土狼。
韋恩說(shuō),紅狼的灰狼約占25%,狼約占75%,而東部狼的血統(tǒng)約為75%的灰狼和25%的土狼。(韋恩的研究小組在1991年的“自然”雜志上發(fā)表了研究結(jié)果,暗示紅狼是灰狼和土狼的混合物。)
雖然1973年被列為瀕危物種的紅狼不是一個(gè)獨(dú)特的物種,但韋恩認(rèn)為值得保護(hù); 他說(shuō),它是美國(guó)南部存在的灰狼基因的唯一存儲(chǔ)庫(kù)。
研究人員分析了SNP(單核苷酸多態(tài)性) - 基因序列的變異,并使用了復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)方法。在二十多個(gè)基因組中,他們發(fā)現(xiàn)SNP中有540萬(wàn)個(gè)差異,這是一個(gè)非常大的數(shù)字。
韋恩說(shuō),“瀕危物種法”非常有效。然而,他補(bǔ)充說(shuō),當(dāng)它在20世紀(jì)70年代制定時(shí),生物學(xué)家認(rèn)為物種傾向于不與其他物種雜交,如果有雜交種,它們就不那么合適了。從那時(shí)起,科學(xué)觀點(diǎn)發(fā)生了重大變化。他說(shuō),野外繁殖很常見,甚至可能是有益的。研究人員認(rèn)為,瀕危物種法案應(yīng)該具有更大的靈活性,以便在某些情況下保護(hù)雜交種(目前沒有),科學(xué)家們已經(jīng)提出了一些關(guān)于如何在不改變法律的情況下做到這一點(diǎn)的建議,Wayne說(shuō)。
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