塔斯馬尼亞虎基因組測序
科學家已經(jīng)為塔斯馬尼亞虎(Thylacinus cynocephalus)制作了第一個高質量的基因組序列,也被稱為thylacine。
塔斯馬尼亞虎是關于中型到大型狗的大小和形狀的食肉有袋動物:完全成長的動物可以從鼻尖到尾尖6英尺(180厘米),站立2英尺(58厘米)高。
它的下背部有一條虎狀條紋和一個腹部小袋,是少數(shù)幾個有袋子的有袋動物之一。
從歷史上看,塔斯馬尼亞虎大約分布在整個澳大利亞,然后在大約3000年前在大陸滅絕。
塔斯馬尼亞人口大約在14000年前因海平面上升而孤立,并一直持續(xù)到20世紀初。
歐洲定居者認為該動物對塔斯馬尼亞綿羊產(chǎn)業(yè)構成了威脅,政府通過為每只被殺死的動物提供1.00英鎊的賞金,積極地將其作為根除目標。
因此,剩余的種群迅速被消滅,最后一只已知的塔斯馬尼亞虎于1936年在霍巴特動物園死亡。該物種最終于1982年宣布滅絕。
塔斯馬尼亞虎的完整基因組序列 - 來自世界上保存最完好的標本之一 - 維多利亞博物館收藏的一個106歲的小袋子 - 為這種獨特的有袋動物的生物學提供了重要的新信息,以及如何它演變成看起來與野狗相似,盡管它非常相關。
澳大利亞墨爾本大學生物科學學院的項目負責人Andrew Pask博士說:“我們的結果提供了澳大利亞最大的頂級捕食者在現(xiàn)代生存中的第一個完整的基因藍圖。”
“基因組使我們能夠確認塔斯馬尼亞虎在進化樹中的位置。該物種屬于Dasyuridae的姐妹血統(tǒng),該家族包括塔斯馬尼亞惡魔和dunnart。“
重要的是,塔斯馬尼亞虎基因組也證實了該動物在被過度獵殺之前所經(jīng)歷的遺傳健康或遺傳多樣性較差。
這是塔斯馬尼亞惡魔面臨的類似命運,預計這是由于他們在過去的10,000到13,000年間與澳大利亞的遺傳隔離。然而,基因組分析表明,兩種動物在塔斯馬尼亞島分離之前都經(jīng)歷了低遺傳多樣性。
因此,塔斯馬尼亞虎可能面臨與塔斯馬尼亞惡魔類似的環(huán)境問題,如果他們幸存下來,例如難以克服疾病。
帕斯克博士說:“我們希望有很多塔斯馬尼亞虎可以告訴我們滅絕的遺傳基礎,以幫助其他物種。”
“由于這個基因組是滅絕物種中最完整的基因組之一,從技術上講,它是'將甲狀腺帶回'的第一步,但我們距離這種可能性還有很長的路要走。”
“我們仍然需要開發(fā)一種有袋動物模型來承載塔斯馬尼亞虎的基因組,就像在現(xiàn)代大象中包含猛犸基因的工作一樣。但事實上,我們現(xiàn)在知道塔斯馬尼亞虎在滅絕之前面臨著有限的遺傳多樣性,這意味著它如果幸存下來的話仍會像塔斯馬尼亞惡魔一樣掙扎。“
“然而,基因組確實為這種真正獨特的有袋動物頂端捕食者的生物學提供了重要的新見解。”
研究人員認為塔斯馬尼亞虎和野狗是融合進化的最佳例子之一,在這個過程中,不緊密相關的生物獨立演變?yōu)椴坏貌贿m應類似環(huán)境或生態(tài)位的結果。
他們發(fā)現(xiàn),由于他們的狩獵技術和鮮肉的飲食,他們的頭骨和身體形狀通過一個稱為“趨同進化”的過程變得相似。盡管沒有密切相關,但在這里,對環(huán)境的適應使它們的外觀變得相同。
Pask博士及其同事分析了塔斯馬尼亞虎頭骨的特征- 例如眼睛,下巴和鼻子的形狀。
“我們發(fā)現(xiàn)塔斯馬尼亞虎的紅色狐貍和灰狼的頭骨形狀與其最近的親戚相似,”墨爾本大學和維多利亞博物館的共同作者Christy Hipsley博士說。
“自侏羅紀以來,這些群體并沒有共同的共同祖先,這使得它成為遠緣相關物種之間趨同的一個驚人的例子。”
帕斯克博士指出:“塔斯馬尼亞虎的外觀幾乎是帶有小袋的野狗。”
“當我們看到這種趨同進化的基礎時,我們發(fā)現(xiàn)它實際上不是基因本身產(chǎn)生相同的頭骨和身體形狀,而是它們周圍的控制區(qū)域在不同階段打開和關閉基因'增長。“
“這揭示了對進化過程的全新理解,我們現(xiàn)在可以探索基因組的這些區(qū)域,以幫助理解兩個物種如何匯聚在同一個外觀上,以及進化過程如何運作。”
“在這種情況下,似乎需要捕獵導致塔斯馬尼亞虎在過去的1.6億年中將其外觀轉變?yōu)轭愃朴诶堑耐庥^,我們現(xiàn)在可以開始了解推動這一過程的遺傳學,并了解更多關于這種獨特的有袋動物頂端捕食者的生物學。“
該研究結果發(fā)表在2018年1月的“自然生態(tài)與進化”雜志上。
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