研究者揭示獅子基因組信息,為拯救獅子帶來新希望

研究者揭示獅子基因組信息,為拯救獅子帶來新希望
日出時分,一頭非洲獅在坦桑尼亞的高草叢中穿行。
攝影:MELISSA GROO,NAT GEO IMAGE COLLECTION

撰文:DOUGLAS MAIN

  3萬年前,不同種類的獅子在全球四大洲繁衍生息。洞獅是數量最多的獅類之一,其棲息地遍布全球,從西班牙到歐亞大陸,再到今天的阿拉斯加和育空地區,它們曾廣泛出現于在史前洞穴藝術作品中。

  與此同時,體型可能比非洲獅和劍齒虎還要大的美洲獅則散布于北美各地,甚至是南美洲的部分地區。其他各種體型和外形的獅子棲息在非洲、中東和印度。這些生物中的大多數早已消失,但科學家們已收集到一些基因線索,有助于我們進一步了解其現代近親。如今,獅子正面臨滅絕的風險。

  在過去的150年里,由于狩獵和棲息地喪失,全球非洲獅的數量減少到不足之前的1/20,如今不到25000頭。印度大約有600頭亞洲獅。

  為了幫助拯救世界上僅存的獅子,更好地了解不同種類獅子之間的關系,一個國際科學家團隊創建了20頭獅子的完整基因組,其中14頭死于很久以前,包括兩頭保存在西伯利亞和育空地區永久凍土中的洞獅,距今已有30000年。

  在這項發表于5月4日的《美國國家科學院院刊》的論文中,研究人員發現洞獅不與其他種類的獅子交配,認識到亞洲獅在大約7萬年前從其祖先中分離出來等進化秘密。
 
研究者揭示獅子基因組信息,為拯救獅子帶來新希望
早已滅絕的洞獅可能沒有鬃毛,或許是非洲獅對其缺乏興趣的原因。
圖源:PHOTOGRAPH BY DEAGOSTINI,GETTY/ARTWORK BY MIKE DONNELLY
 
  新研究的共同作者、哥本哈根大學的遺傳學者Ross Barnett表示,這篇論文“通過調查過去,為未來提供了信息。如果你只研究今天的獅子,就無法了解事情的全貌”。

走出非洲

  Barnett說,新研究的結果支持了這樣一種觀點,即獅子在一系列的遷徙中逐步從非洲向外擴散,在某種程度上和人類有些相似。

  根據新研究,大約50萬年前,洞獅首次從其非洲近親中分離出來。之后,洞獅進化出稍微不同的特征。例如,我們通過“歐洲優秀的洞穴藝術作品得知,雄性洞獅沒有鬃毛,”Barnett說。它們逐漸進入歐亞大陸,之后蔓延至北美。

  然而,令人驚訝的是,基因分析顯示洞獅和今天非洲獅的祖先并沒有雜交繁殖。這很奇怪,因為一旦有機會,大多數大型貓科動物都會偶爾交配,即使在完全不同的動物之間,比如獅子和老虎,新研究的合著者之一、巴塞羅那進化生物學研究所的Marc de Manuel說。

  因此,似乎有什么因素阻止它們進行交配——不僅僅是地理因素,因為有一段時間內其活動范圍在亞洲西南部是重疊的。

  Barnett說,這可能是因為洞獅沒有鬃毛,而雌性非洲獅認為鬃毛是健康和生殖力的重要標志。或許其他種類的獅子并未將雄性洞獅視為潛在的配偶,他說。

  大約7萬年前,當亞洲獅的祖先分離的時候,出現了另一次遷徙和分離。這些獅子曾經遍布從沙特阿拉伯到印度的廣泛地區。如今,亞洲獅只剩下一個孤立的小種群,分布在印度西部的吉爾森林里,諾瓦東南大學的研究科學家Steve O 'Brien說。

  由于采取了保護措施,自上世紀90年代至今,上述種群的數量增加了近三倍,但其近親繁殖程度很高,遺傳多樣性水平較低。因此,雄性亞洲獅的精子畸形率高,睪酮濃度比非洲獅低10倍,O 'Brien說。

  Barnett說,如果更多的基因多樣性消失,或許有一天將有必要把新的基因引入亞洲獅種群,但在政治上很難實現,同時也充滿爭議。

滅絕的獅子

  作為新研究的一部分,研究人員還收集了另外三個滅絕物種的基因組:北非的巴巴里獅、中東獅以及南非的開普獅。盡管新的基因信息表明它們不足以被稱為不同物種,但這三種獅子的外表確實存在略微的差異。

  研究者的工作主要支持目前的主流觀點,即存在兩個獅類亞種:亞洲獅以及中非和西非的獅子種群目前都被歸為巴巴里獅(Panthera leo leo),而東非和南非的獅子則被稱為開普獅(Panthera leo melanochaita)。然而,新研究則認為,目前僅存的幾百頭中非獅可能與東非獅和南非獅存在更緊密的關系,不過還需要更多的研究來證實這一發現。

  科學家們建議將獅子重新引入西非,因為西非的獅子已經極度瀕臨滅絕:目前只剩下大約400頭。

  新研究發現,西非獅在基因上與已滅絕的巴巴里獅最為相似,因此,如果重新引入工作取得進展,西非可能會提供一個良好的獅子種群來源地,不過目前這仍然是不太可能發生的事情。

防止獅子減少

  在過去,獅子分布廣泛,除了洞獅之外,不同的種群混雜在一起散播基因,這對獅子物種的長期健康至關重要。

  新研究的作者們表示,這項研究證實了建立大片連續棲息地保護區的重要性,這有助于基因流動并防止動物被獵殺。新研究還強調了保護獅子和防止未來獅子減少的緊迫性。

  新研究得出了一個發人深思的結論:巴巴里獅在滅絕之前遺傳多樣性相對健康,說明從進化角度講其滅絕過程發生得非常快,de Manuel表示,如果不優先考慮獅子的保護工作,今天的獅子未來可能也面臨類似的結果。

(譯者:流浪狗)
 
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