為了避開對(duì)人類不友好的人類并適應(yīng)不斷縮小的棲息地，美洲獅變得越來越孤立，也越來越近交。鑒于美洲獅種群的遺傳研究通常僅限于DNA標(biāo)記的評(píng)估，因此很難確定其近交方式。但是，一項(xiàng)新的研究選擇了更全面的方法。除DNA標(biāo)記外，這項(xiàng)新研究還對(duì)DNA標(biāo)記之間的大量DNA進(jìn)行了研究。利用全基因組測(cè)序技術(shù)，這項(xiàng)新研究不僅估計(jì)了美洲獅種群的近交程度，而且還為提高美洲獅的遺傳多樣性提供了可能的策略。

這項(xiàng)新的研究是由進(jìn)化生物學(xué)家Beth Shapiro博士領(lǐng)導(dǎo)的，該研究來自加利福尼亞大學(xué)圣克魯斯分校(UCSC)的科學(xué)家。夏皮羅(Shapiro)最出名的是從遠(yuǎn)古的骨頭中回收和測(cè)序微小的DNA，繪制出猛ma象和其他現(xiàn)已滅絕的動(dòng)物的基因變化，這些變化是隨著它們的數(shù)量減少而發(fā)生的。但是她也對(duì)將相同的技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)有的動(dòng)物(如北美美洲獅)充滿興趣。夏皮羅(Shapiro)希望更多地了解滅絕的遺傳途徑，并可能防止這些生物遭受同樣的命運(yùn)。

一天，當(dāng)Shapiro和UCSC野生動(dòng)物生物學(xué)家Christopher C. Wilmers博士在討論圣克魯斯獅子種群時(shí)，兩位科學(xué)家意識(shí)到，使用最新的測(cè)序技術(shù)，可以評(píng)估美洲獅近交繁殖及其可能的后果以及潛在的保護(hù)策略。具體而言，利用完整的基因組信息，可以查明需要大量新基因涌入的美洲獅種群，或找出在種群之間移動(dòng)的最佳美洲獅。

夏皮羅說，對(duì)整個(gè)基因組序列進(jìn)行編目可以幫助阻止其近親繁殖，并防止當(dāng)?shù)胤N群滅絕。為了開始這項(xiàng)工作，Shapiro和同事組裝了一份彪馬基因組草案和一個(gè)地理范圍廣泛的重新排序個(gè)體。然后，科學(xué)家們利用他們的發(fā)現(xiàn)評(píng)估種群間混合物的長(zhǎng)期功效，以此作為從近親繁殖中拯救小規(guī)模孤立人群的方法，其中包括嚴(yán)重異常，例如心臟受損和精子畸形。

夏皮羅宣稱：“這是第一次，整個(gè)基因組都以這種方式使用。”

這項(xiàng)工作的細(xì)節(jié)出現(xiàn)在10月18日的《自然通訊》上，標(biāo)題為“ 來自北美和南美的美洲獅基因組提供了對(duì)近交基因組后果的見解。”文章中引用的參考基因組來自一種稱為36m的美洲獅。作為對(duì)加利福尼亞山獅的長(zhǎng)期研究的一部分，他曾被威爾默斯無線電收音并貼上標(biāo)簽。

該文章的作者寫道：“我們?cè)诘乩砩瞎铝⒌谋泵廊巳褐邪l(fā)現(xiàn)了近交的特征，而且這些人群中很少有純合性，這表明輔助的基因流動(dòng)將恢復(fù)當(dāng)?shù)氐倪z傳多樣性。” “雖然易位可能帶來多樣性，但要在小而孤立的人群中維持多樣性，就需要反復(fù)易位或恢復(fù)景觀連通性。”

Shapiro及其同事證明，DNA標(biāo)記之間的DNA片段的長(zhǎng)度和長(zhǎng)度可以精確地衡量近交的程度以及近交的時(shí)間，從而可以準(zhǔn)確地衡量種群離遺傳懸崖的距離。夏皮羅解釋說，近親繁殖不是一個(gè)緩慢而漸進(jìn)的過程。她說，相反，一旦積累了足夠長(zhǎng)的具有相同拷貝的DNA，近親繁殖的影響就會(huì)突然產(chǎn)生，就像關(guān)閉電燈開關(guān)一樣。

除了對(duì)36m的基因組進(jìn)行測(cè)序外，Shapiro及其同事還使用存儲(chǔ)的樣本對(duì)其他九頭美洲獅的基因組進(jìn)行了測(cè)序-另一頭來自圣克魯斯地區(qū)，兩頭來自圣莫尼卡山脈，一頭來自黃石公園，三頭來自佛羅里達(dá)，另一頭來自巴西。

比較這些基因組可以讓科學(xué)家們確認(rèn)科學(xué)家們經(jīng)過多年研究才學(xué)到了什么—得克薩斯美洲獅的易位促進(jìn)了佛羅里達(dá)豹的遺傳多樣性和健康。這些序列也帶來了新的見解：即使在摻入了德州DNA后，佛羅里達(dá)種群仍然比以前認(rèn)為的更接近遺傳邊緣。

夏皮羅解釋說：“最大的收獲是易位有效，但是燈會(huì)繼續(xù)近交，因此會(huì)熄滅。”

她說，同樣，圣克魯斯山脈的人口“表現(xiàn)不如我們預(yù)期。” 這10個(gè)基因組還存在爭(zhēng)議，暗示北美的山獅可能存在的時(shí)間比以前想象的要長(zhǎng)得多，長(zhǎng)達(dá)30萬年，而不是不到2萬年。

隨著科學(xué)家們加快全基因組測(cè)序的發(fā)展，將會(huì)有更多的見解。夏皮羅(Shapiro)的工作已經(jīng)成為山獅和種群個(gè)體遺傳健康的新亮點(diǎn)，為采取更有效的保護(hù)策略指明了方向。例如，偏遠(yuǎn)地區(qū)的人群可能會(huì)從橫跨主要高速公路的野生動(dòng)物橋梁中受益，從而使動(dòng)物能夠更廣泛地游蕩。

“現(xiàn)在我們可以做出更明智的決定，”史密森學(xué)會(huì)的分子生態(tài)學(xué)家沃倫·約翰遜(Warren E. Johnson)博士指出。他補(bǔ)充說：“過去，我們是基于有限的遺傳信息做出決定的。”這種新方法消除了人們遺傳遺傳遺產(chǎn)的大部分不確定性。它還提供了有關(guān)如何保存遺傳變異的線索，并可以幫助人群適應(yīng)變化。

盡管彪馬(Puma)3千6百萬沒有活著看到這些進(jìn)步，但他的遺傳遺產(chǎn)仍將保留。威爾默斯在致敬中寫道：“無論如何，3600萬都是彪悍的美洲豹，但他也許有一天會(huì)成為世界上最知名的美洲獅。” “ [他的]將是彪馬基因組，可以將其與其他彪馬基因組進(jìn)行比較，并用于測(cè)試各種進(jìn)化和生態(tài)問題。”