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一個可悲的事實是,隨著一個物種的成員變得越來越稀少,它們往往會遭受近親繁殖的困擾。這種缺乏遺傳多樣性會導致出生缺陷和其他問題,隨著時間的推移,使一個物種更加瀕危。
為了瞭解瀕危物種面臨的威脅,有時也為了幫助它們適應有限的繁殖選擇,保護主義者會定期測試許多瀕危物種的遺傳構成。這並不總是一件容易的事。有時動物非常稀少,很難在野外找到它們,或者唯一的證據是可能不含大量DNA的毛髮或糞便。其他時候,採集用於DNA分析的血液或組織樣本可能對研究人員或動物都是危險的。畢竟,沒有人喜歡被麻醉,然後被尖銳的針頭刺傷。
那麼,保護主義者如何採集DNA樣本,在對研究的動物風險最小的情況下提供最大程度的資訊呢?答案是:胎盤。
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是的,胎盤。根據本週發表在芬蘭期刊Annales Zoologici Fennici上的一項研究,胎盤可以成為寶貴的遺傳物質來源,有助於識別近親繁殖並揭示其他重要資料,例如新生兒的性別。
來自芬蘭幾所大學和機構的研究人員嘗試了使用塞馬環斑海豹(Pusa hispida saimensis),這是地球上最稀有的海豹物種之一。這些極度瀕危的海豹只剩下大約 300 只,全部生活在該國一個內陸湖中,它們面臨著來自漁民和氣候變化的持續壓力,氣候變化導致了因缺乏冰而造成的嬰兒高死亡率。
儘管種群數量稀少,但海豹仍在繼續繁殖。根據該論文,每年出生 50 到 60 只海豹幼崽。這意味著遺留下來大量的胎盤可用於潛在的測試。
2009 年至 2011 年間,研究人員從海豹冰封的產仔穴中收集了 59 個胎盤。大多數胎盤已經分解,但仍然含有足夠的遺傳物質用於測試。每個胎盤都提供了多個提取遺傳物質的機會:胎盤的子宮側用於提取母親的DNA,胎兒側和臍帶用於提取幼崽的DNA。
研究人員還有一些實際的海豹DNA用於比較,但這才是故事的悲傷部分:組織主要來自在產仔地點發現的死產幼崽。
對胎盤的測試揭示了許多關於幼崽基因型的資訊,主要表明它們表現出預期的低水平遺傳多樣性。測試沒有揭示任何關於母親的資訊,也沒有最終表明哪些幼崽是同胞(可能是因為它們的遺傳學重疊太多)。
研究人員寫道,這項測試是第一個證明胎盤在遺傳監測中具有價值的測試。他們補充說,雖然該測試沒有產生大量資料,但即將到來的更先進的基因測序測試可能會揭示更多資訊。而且這種技術可能在塞馬環斑海豹的保護中發揮尤其重要的作用,因為雖然從“難以捉摸且難以捕獲的”野生動物身上採集樣本幾乎是不可能的,但收集胎盤相對容易。
當然,這種方法並非適用於所有物種。鰭足類(海豹)是少數不經常吃自己胎盤的動物之一,因此其他動物可能無法獲得樣本。然而,全世界有很多瀕危的海豹物種,研究人員預測,胎盤檢測技術可能會對其中幾種有價值。這是保護生物學家口袋裡的又一個工具,可以幫助拯救極度瀕危的、近親繁殖的物種免於滅絕。
照片由 Juha Taskinen 提供,來自NOAA Fisheries