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塔斯马尼亚虎基因组为其灭绝提供线索

发布:2018-05-14      点击:17

最后一种已知的肉食动物,一种曾经从新几内亚到塔斯马尼亚的有袋类食肉动物,于1936年9月7日在澳大利亚霍巴特的一个动物园里死去。 12月11日在Nature Ecology and Evolution(自然生态学和进化)中报道的该物种的完整基因组提供了其下降的线索,以及与远亲相关的狗家族成员的离奇相似1。

“他们是这种奇怪而奇异的物种。当时世界上没有其他类似的东西,“澳大利亚墨尔本大学进化发育生物学家Charles Feigin说,他参与了测序工作。 “他们看起来就像一只狗或狼,但他们是有袋动物。”

人们对于通常称为塔斯马尼亚老虎的th藜(thylacinus cynocephalus)而言只是坏消息。随着早期狩猎采集者在该地区的扩张,整个澳大拉西亚的物种范围萎缩,并且人类在几千年前将澳大利亚流行性感冒(Canis lupus dingo)引入澳大利亚的人数进一步减少,离开仅在塔斯马尼亚岛附近的一个孤立的锡兰族人口。十九世纪的欧洲殖民者认为掠食者是对他们的羊的威胁,每头胴体支付1英镑的赏金。 1909年奖励结束时,Thylacines处于野外灭绝的风口浪尖,引领动物园为最后几个人付出了沉重的代价。

一百多岁的小狗

遗传学家此前曾对该物种的线粒体基因组进行了测序,该基因组是使用储存在华盛顿特区史密森学会(Smithsonian Institution)保存的毛茸提取的毛发进行母系遗传的一小段DNA。在最新的研究中,由墨尔本大学发育遗传学家Andrew Pask领导的一个研究小组,通过从1909年在其母亲的囊袋中发现的一个月大的猴子组织取样获得更长的核基因组,被保存在酒精中。

核基因组拥有比线粒体基因组更多的祖先信息。该研究小组发现遗传多样性急剧下降,表明在人类到达澳大利亚之前,猿猴数量在大约70,000-120,000年前开始减少。在塔斯马尼亚恶魔(Sarcophilus harrisii)3的基因组中已经看到类似的模式。费金怀疑,气候变冷会缩小这两个物种的栖息地,使它们更容易受到人类的伤害。

尽管thylacines与狗家族或canids没有特别密切的关系 - 这两个群体拥有大约1.6亿年前居住的共同祖先,但它们的头部形状非常相似。这暗示这两个物种可能已经适应了他们的掠夺性生活方式。

为了测试这种趋同进化,费金和帕斯克的研究小组确定了81个蛋白编码基因,其中canids和thylacines获得了类似的DNA变化,其中一些在颅骨发育中起作用。但是这些变化发生的基因似乎都是在两种谱系的自然选择下发展而来的,所以它们不可能对物种的共有性状负责。

相反,研究人员提出,DNA不影响蛋白质序列 - 但反而影响它们的表达方式 - 是两组人共享的长吻和其他特征的基础。

“这是一个合理的推论,因为我们越来越从发展和发展的演变中了解到什么,”威斯康星大学麦迪逊分校进化发育生物学家Sean B. Carroll说。当动物共享的发育途径的表达被调整时,新的物理性状倾向于出现。卡罗尔说,识别形成猪肉头骨的特定途径和调控DNA序列将是困难的,因为它需要识别可疑的猪肉DNA序列并将它们插入另一个生物体,如小鼠或相关的有袋动物,以观察它们的作用。

从死里复活

悉尼新南威尔士大学古生物学家迈克尔阿彻看到,基因组测序工作是他长期致力于将有袋动物带回灭绝的重要进展。阿彻说,基因组编辑和生殖生物学的进展,如人造黄体,为灭绝提供了一条可行的途径。 “他们所做的是为迈出下一个重大步骤提供资金。”

但加利福尼亚大学圣克鲁斯分校进化遗传学家Beth Shapiro警告说,基因组计划无法解决物种消失的问题,该基因组已经对已灭绝的动物的基因组进行了测序。

“因为我们是这样做的,所以它已经灭绝了。我们不能把它带回来,“夏皮罗说。 “当我看到最后一个thylacines的视频或图像时,这些严酷的提示迫切需要开发技术来阻止其他物种灭绝。”

Nature 552,156-157(2017)