古代 DNA 揭示，意想不到的转折使伊比利亚猞猁免于灭绝

许多大型哺乳动物已经失去了遗传多样性，这通常是由于人们缩小种群的行为。其影响可能很严重，因为没有遗传多样性，种群就没有“基因数据库”来适应环境变化。

这伊比利亚猞猁(猞猁）对这种多样性的减少并不陌生。

人类活动使种群数量低到危险的程度，使它们的基因库不断缩小。这种损失威胁到猞猁适应不断变化的环境的能力，使它们的生存处于危险之中。

我们团队的研究揭示了伊比利亚猞猁如何与其表亲欧亚猞猁(猞猁） 在过去的几千年里。

这种混合可能促进了伊比利亚猞猁的遗传多样性。这是其生存的关键因素，尤其是在该物种面临如此不确定的未来的情况下。

低遗传多样性会导致“近亲繁殖抑郁症“，密切相关的动物繁殖并产生不太适合生存的后代。在极端情况下，这可能会将整个种群甚至物种推向灭绝.

为了提高濒临灭绝的种群的遗传多样性，环保主义者有时会求助于“基因拯救”。这包括引入来自不同种群的个体，希望它们能与当地动物繁殖，减少近亲繁殖并增强遗传多样性。

虽然这种策略可能有效，但并非没有风险。

引入基因差异太大的动物会破坏或稀释有益的性状，从而可能损害种群的生存和繁殖能力。这是一种被称为“近亲繁殖抑郁症”的现象。

尽管存在这些风险，但基因拯救仍然是一种有价值的保护工具，尽管人们通常对此持谨慎态度。

遗传多样性降低的最严重情况之一是伊比利亚猞猁，曾经是世界上最受威胁的猫科动物物种。它主要分布在西班牙和葡萄牙的部分地区。

救援和恢复

今天，伊比利亚猞猁正在从濒临灭绝的状况中恢复过来。据报道，有 400 多只生殖雌性2023 年人口普查.

与 2002 年的 25 人相比，这是一个巨大的增长。这种转变在很大程度上要归功于雄心勃勃的保护计划在过去的二十年里，涉及协调繁殖计划和重新引入。

这一成功部分归功于“基因拯救”效应，其中混合了两个剩余的遗传不同种群有助于提高物种的遗传多样性。

尽管取得了这些进展，伊比利亚猞猁仍然面临重大挑战。

该种群远未达到需要考虑的最低限度的 1,100 只生殖雌性遗传可行.因此，它的遗传多样性仍然是有记录以来最低的物种之一。

进一步的基因拯救可能是增强多样性的解决方案。但有一个问题——世界上没有其他伊比利亚猞猁种群可以作为新遗传物质的来源。

古代 DNA 可以从历史遗迹或亚化石（不够古老而不能被视为真化石但也不被认为是现代的动物）样本中提取。

通过研究这些，科学家可以获得对物种遗传历史的宝贵见解，从而与当今的同类物种进行鲜明的比较。

2015 年，我们的同事 Maria Lucena-Perez 首次访问了我们另一位同事 Michael Hofreiter 在德国的实验室，从古代伊比利亚猞猁骨骼中生成了第一个全基因组数据。

从骨骼中提取古代 DNA 是一个高度专业化的过程，需要专门的洁净室设施来防止现代 DNA 污染。

通过合作，我们的团队成功地从三只古老的伊比利亚猞猁标本中提取了核 DNA。

其中两个大约有 2,500 年的历史。第三个可以追溯到 4,000 多年前。

这标志着首次从古代伊比利亚猞猁身上提取出核 DNA。玛丽亚的成就极大地促进了我们对伊比利亚猞猁基因构成数千年来如何进化的理解。

我们的团队分析了该 DNA 并将其与现代伊比利亚猞猁的 DNA 进行了比较。令我们惊讶的是，古代猞猁的遗传多样性甚至低于它们的现代后代。

鉴于过去几个世纪它们的数量急剧下降，这一发现既出乎意料又令人费解。

物种杂交

缺失的一块拼图来自于发现现代伊比利亚猞猁种群与密切相关的欧亚猞猁种群相比，与古代猞猁相比，它们共享更多的遗传变异。

这表明这两个物种在过去 2,500 年内成功地杂交，促进了当今伊比利亚猞猁的遗传多样性。

这些发现与古代基因从欧亚猞猁流向伊比利亚猞猁基因组的广泛基因组证据一致。虽然这两个物种今天不共享相同的栖息地，但它们曾经在伊比利亚半岛共存，可能在法国南部和意大利北部共存。

这种情况将为杂交提供大量机会。

随着它们的分布范围不断扩大，这两个物种自然相遇和繁殖的潜力再次增长。这可能会为未来的遗传多样性开辟新的可能性。

过去 30 年全核基因组分析的出现揭示了许多跨物种杂交的案例，例如北极熊和棕熊.这表明猞猁的情况并不那么罕见。

但伊比利亚猞猁是第一个有记录的种间繁殖显著增加物种范围遗传多样性的例子。

我们仍然不完全了解这种基因提升的确切效果，特别是它是否提高了种群的健康状况和生存率。一个有趣的可能性是，尽管伊比利亚猞猁的遗传多样性极低，但由于欧亚猞猁反复进行的基因拯救，它还是成功地存活了下来。

虽然还有更多内容需要学习，但我们的研究为更广泛的基因拯救讨论提供了一个意想不到但重要的案例研究。

如果我们能更好地预测杂交发生时近亲繁殖和近亲繁殖抑郁症的机会，我们就可以在持续的生物多样性危机中更有效地使用基因拯救作为保护工具。

约翰娜·洛杉矶·派曼斯， 动物学博士后研究员，剑桥大学;阿克塞尔·巴洛， 动物学讲师，班戈大学和何塞·戈多伊， Investigador Genómica de la Conservación ，Estación Biológica de Doñana （EBD-CSIC）

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