破解基因密碼

新的基因測試可能揭示拯救極度瀕危的暹羅鱷免於滅絕的秘密

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


致力於拯救極度瀕危暹羅鱷(Crocodylus siamensis)的自然資源保護主義者面臨著獨特的挑戰。

野外僅存約1000條這種體型相對較小、遭嚴重偷獵的鱷魚,它們的種群分散在幾個東南亞國家之間。暹羅鱷數量最多的國家柬埔寨只有約250只成年鱷魚,全部生活在由50只或更少個體組成的小型、孤立的種群中。最近的研究表明,這些群體中極少有積極繁殖的。

即使野生種群正在消失,但在東南亞的農場中可以找到成千上萬條暹羅鱷——可能超過一百萬條——它們的柔軟皮膚被收穫為有價值的商品。理論上,利用這種豐富的圈養動物供應可能有助於拯救野生鱷魚免於完全消失。


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只有一個問題,而且是個大問題。多年來,圈養鱷魚一直被認為對保護工作毫無用處,因為它們都被認為是暹羅鱷、鹹水鱷甚至古巴鱷的雜交種。

根據業界的傳聞,為了增加暹羅鱷的體型和生長速度,人們引進了這兩種非本地物種並與暹羅鱷進行雜交繁殖。這對商業利益來說很好,但對整個物種來說卻沒什麼好處。新加坡國立大學的進化生物學家和助理教授弗蘭克·萊因特說,將任何這些雜交種從圈養環境中取出並將它們的基因引入野生種群“將永久改變該物種的命運和特性”。

但問題是:關於這種雜交範圍的普遍看法是否完全正確呢?

幾年來,研究人員一直在調查養殖的暹羅鱷是否真的都是雜交種。最早表明情況可能並非如此的跡象之一齣現在2009年,當時對一家野生動物救助中心的69只鱷魚進行的測試中,有35只動物未發現任何雜交證據,這表明它們可能是純種暹羅鱷。

十年後,萊因特及其同事在期刊Molecular Ecology上發表的一篇新論文對此進行了進一步研究。研究人員使用了一種新的基因組方法(比十年前使用的測試系列更先進得多),並檢查了60只暹羅鱷,其中包括一些在農場生活多年的野生捕獲個體,以及來自繁殖中心和其他農場的另一組個體。研究人員對數千個全基因組標記進行了測序,發現了來自其他物種的基因“滲入”(雜交)的證據,但程度不如預期的那麼高。只有六隻被測個體含有來自鹹水鱷的雜交基因,而另有兩隻個體攜帶了研究人員懷疑可能來自古巴鱷的未識別“幽靈”基因。

結果非常好,以至於研究中測試的12只動物被釋放到野外。另外四隻純種暹羅鱷被選中用於圈養繁殖工作。

這顯然是一項小型研究,但它具有廣泛的意義。首先,它表明農場中可能存在比之前認為的更多的純種暹羅鱷——可能多得多。

萊因特說:“我們發現如此有限的基因滲入量,我感到非常驚訝。令人欣慰的是,由於我們的研究,純種暹羅鱷的倖存數量估計已從數百隻增加到數萬只。”

萊因特說,他們現在正在與合作伙伴討論在柬埔寨更大規模的農場中篩選鱷魚基因。他們還被聯絡到對印度尼西亞的另一個暹羅鱷種群進行類似的研究。

實際上,開始這項工作有一個緊迫的期限,因為同一項研究包含另一個令人震驚的發現:剩餘的柬埔寨野生鱷魚現在的遺傳多樣性非常低,如果它們的情況沒有改變,它們可能會在短短五代之內滅絕。

該研究的合著者、新加坡國立大學的人口遺傳學家和研究員巴拉吉·查託帕迪亞耶說:“五代並不多。當我們看到遺傳多樣性如此急劇下降時,這對任何種群來說都不是好事。” 遺傳多樣性受損的物種通常繁殖困難,更容易患病,並失去適應不斷變化的環境條件的能力——所有這些都是暹羅鱷在未來幾十年可能面臨的威脅。

他說,對於柬埔寨的鱷魚來說,“這就像一場迫在眉睫的厄運。”

查託帕迪亞耶說,在農場中找到更多健康、純種的個體並將它們釋放到繁殖的野生種群中,將開始逆轉基因喪失,並“減緩滅絕的列車”。

為了實現這一目標,需要有多少條鱷魚在柬埔寨自由遊動?萊因特說:“對於暹羅鱷這種繁殖緩慢的大型物種,理想情況下,我們希望看到柬埔寨全國範圍內的種群數量達到數百隻或更多,才能使該物種脫離迫在眉睫的滅絕危險區域。” 他認為該國還有足夠的剩餘棲息地來維持這些更高的數量。

當然,其他威脅仍然存在,包括持續的偷獵。確保重新安置的鱷魚之後不會被再次捕獲並出售給農場對於任何重新引入的成功至關重要。萊因特承認,“每隻鱷魚個體的巨大價值以及捕獲的經濟動機”阻礙了該物種的許多持續保護工作。

如果這項研究的技術最終揭示出更多純種暹羅鱷,這可能是該物種走向恢復的漫長道路上的下一步。查託帕迪亞耶說,政府、農場和保護組織需要制定關於使用農場動物進行重新引入的政策。在那之後,需要進行實地研究以找到最佳的釋放地點,然後進行持續監測以確保重新安置的動物開始在野外繁殖。

他說:“至少應該對它們進行幾代監測。這是一項長期努力。”

在關於暹羅鱷的進一步決策正在制定中之際,研究人員希望他們為這項研究開發的新基因組工具包將對各種其他物種有所幫助。

查託帕迪亞耶說:“我們希望提出一種可以被任何保護工作採用的方法。我們相信這種基因成分可以為任何從圈養環境中進行重新引入的保護管理工作提供很大幫助。”

事實上,萊因特報告說,他們已經在進行研究嚴重販運物種(如穿山甲、青蛙和鳥類)的基因的工作。

萊因特說:“在東南亞,環境危機的規模令人望而生畏。” 像這樣的新工具可能無法從一開始就阻止非法野生動物貿易的發生,但它們可以幫助治癒它造成的一些損害——從暹羅鱷開始。

約翰·R·普拉特是《The Revelator》的編輯。作為一位屢獲殊榮的環境記者,他的作品曾發表在《大眾科學》、《奧杜邦》、《Motherboard》和許多其他雜誌和出版物上。他的“滅絕倒計時”專欄自2004年以來一直連載,報道了與1000多種瀕危物種相關的新聞和科學。約翰住在俄勒岡州波特蘭郊外,在那裡他發現自己被動物和漫畫家包圍。

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