太平洋海岸森林中的標志性魅力貓頭鷹不再統(tǒng)治著它，現(xiàn)在科學家們還有另一種理解其衰退的工具。在對北方斑點貓頭鷹(Strix occidentalis caurina)的DNA進行測序后，研究人員組裝了加利福尼亞科學院首個動物基因組。與加州大學伯克利分校(加州大學伯克利分校)，加州大學舊金山分校(UCSF)，巴黎國家自然歷史博物館和霍華德休斯醫(yī)學研究所合作，學院科學家們廣泛地繪制了鳥類的遺傳物質(zhì)，以便更好地了解這個受到威脅的森林居民正在與入侵其棲息地的非本土貓頭鷹互動。研究結(jié)果將于本月在基因組生物學和進化論文中發(fā)表。

“ 北方斑點貓頭鷹很特別，因為它是我們在灣區(qū)的后院鳥 - 從加利福尼亞州馬林縣一直到北不列顛哥倫比亞省，”Jack Dumbacher博士說，他是學院鳥類學和哺乳動物學的策展人。

棕色胸部的白色斑點標志著北方斑點貓頭鷹發(fā)出兩到三聲短鳴聲，隨后是古老森林中數(shù)百年歷史的樹木棲息的更長的hooooo。但站在一英尺半高的地方，這種頂級捕食者現(xiàn)在很少被人看到或聽到。這只鳥經(jīng)歷了迅速衰退，自1990年以來一直被聯(lián)邦政府列為瀕危物種法案的威脅。“我們真的看到了一場完美的風暴，其中許多因素使北方斑點貓頭鷹的恢復更加復雜，”Dumbacher說。但這場風暴是前所未有的，因此研究人員正在努力追蹤它在西方森林中的展現(xiàn)方式。

了解變化的動力動態(tài)

在過去的半個世紀里，條紋貓頭鷹(Strix varia) - 一個以前在落基山脈以東發(fā)現(xiàn)的近親 - 飛到了現(xiàn)場。以其較大的尺寸和更具侵略性的行為而聞名，禁止的貓頭鷹在白色的腹部有垂直的黑色標記，并且咆哮叫鳥類模仿“誰為你做飯?”

禁區(qū)和北部的斑點貓頭鷹現(xiàn)在具有重疊的地理范圍，并相互競爭獵物和繁殖地區(qū)。更復雜的是，木材收獲減少了兩個物種的可用棲息地。禁止貓頭鷹是兩者中的佼佼者，享受更多樣化的飲食，生產(chǎn)更多年輕人，更多時候最終成為超級競爭對手。

“我們想知道禁止貓頭鷹的范圍擴展將如何在進化中發(fā)揮作用，”Zachary Hanna說，他是主要作者和學院附屬學生，目前是加州大學伯克利分校脊椎動物博物館的博士候選人。自20世紀80年代后期以來，科學家們已經(jīng)注意到了貓頭鷹和斑點貓頭鷹雜交和孵化雜交后代。“我想我們將來會看到更多的雜交，”漢娜補充道，“所以這些貓頭鷹正在作為一個案例研究，研究數(shù)百萬年來被隔離的物種如何在面對瞬息萬變的世界時相互作用“。

灣區(qū)貓頭鷹成為物種大使

條紋貓頭鷹于2003年首次在馬林縣錄制。2005年，受傷的北部斑點貓頭鷹被引入加利福尼亞州圣拉斐爾的野生動物康復中心WildCare尋求幫助。女性(后來命名為紅杉)被認為不適合釋放回野外。她受傷導致吵鬧的飛行，她再也無法成功捕獵獵物。

紅杉表明沒有羽毛或發(fā)聲表明混合物的跡象，這意味著她是她物種的無可爭議的代表。研究小組在紅杉的常規(guī)物理過程中采集了一小份血樣，并提取了足夠的DNA，以便清楚地了解她的遺傳鑒定。

“我們用來測序紅杉DNA的高級遺傳技術就像撕碎一本書并用重疊句子將它重新組合在一起，”Dumbacher說。漢納應用新的測序策略來讀取數(shù)百萬個短遺傳區(qū)域，并使用功能強大的計算機和組裝軟件再次編譯基因組。

除了Sequoia之外，該團隊還對來自美國東部的一只貓頭鷹個體進行了測序，作為比較的基準，以便更好地評估雜交頻率并跟蹤野生雜交后代。研究人員現(xiàn)在擁有進行各種分析的遺傳工具，并希望了解禁止貓頭鷹之間的雜交可能直接威脅到北方斑點貓頭鷹的滅絕。

在夜視下開燈

除了解決關鍵的保護問題之外，北方斑點貓頭鷹基因組的這一具有里程碑意義的組合使科學家們能夠更好地了解鳥類夜間視覺的演變。之前的一些研究表明，隨著時間的推移，貓頭鷹會失去各種顏色感受器。研究小組利用全基因組搜索并確認貓頭鷹中確實缺乏負責顏色受體的基因。

Dumbacher說：“就像洞穴蠑螈在黑暗中失去了眼睛一樣，貓頭鷹似乎也失去了紫羅蘭色的視覺效果 - 受鳥類用來看紫光和紫外線。” 但是，令人驚訝的是，遺傳分析顯示貓頭鷹仍然具有區(qū)分顏色的能力(盡管它與祖先鳥類相比大大減少了)。事實上，貓頭鷹仍然比大多數(shù)哺乳動物保留更多的光和顏色敏感度。

該研究小組希望，測序的基因組(可在線獲得)將雙重地告知鳥類夜視的演變以及北方斑點貓頭鷹的更廣泛的保護策略 - 確保這種夜間捕食者稱為hoot-hoothoot-hooooo在其原生森林中傳代來。

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