塔斯馬尼亞虎基因組測(cè)序
科學(xué)家已經(jīng)為塔斯馬尼亞虎(Thylacinus cynocephalus)制作了第一個(gè)高質(zhì)量的基因組序列,也被稱(chēng)為thylacine。
塔斯馬尼亞虎是關(guān)于中型到大型狗的大小和形狀的食肉有袋動(dòng)物:完全成長(zhǎng)的動(dòng)物可以從鼻尖到尾尖6英尺(180厘米),站立2英尺(58厘米)高。
它的下背部有一條虎狀條紋和一個(gè)腹部小袋,是少數(shù)幾個(gè)有袋子的有袋動(dòng)物之一。
從歷史上看,塔斯馬尼亞虎大約分布在整個(gè)澳大利亞,然后在大約3000年前在大陸滅絕。
塔斯馬尼亞人口大約在14000年前因海平面上升而孤立,并一直持續(xù)到20世紀(jì)初。
歐洲定居者認(rèn)為該動(dòng)物對(duì)塔斯馬尼亞綿羊產(chǎn)業(yè)構(gòu)成了威脅,政府通過(guò)為每只被殺死的動(dòng)物提供1.00英鎊的賞金,積極地將其作為根除目標(biāo)。
因此,剩余的種群迅速被消滅,最后一只已知的塔斯馬尼亞虎于1936年在霍巴特動(dòng)物園死亡。該物種最終于1982年宣布滅絕。
塔斯馬尼亞虎的完整基因組序列 - 來(lái)自世界上保存最完好的標(biāo)本之一 - 維多利亞博物館收藏的一個(gè)106歲的小袋子 - 為這種獨(dú)特的有袋動(dòng)物的生物學(xué)提供了重要的新信息,以及如何它演變成看起來(lái)與野狗相似,盡管它非常相關(guān)。
澳大利亞墨爾本大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Andrew Pask博士說(shuō):“我們的結(jié)果提供了澳大利亞最大的頂級(jí)捕食者在現(xiàn)代生存中的第一個(gè)完整的基因藍(lán)圖。”
“基因組使我們能夠確認(rèn)塔斯馬尼亞虎在進(jìn)化樹(shù)中的位置。該物種屬于Dasyuridae的姐妹血統(tǒng),該家族包括塔斯馬尼亞惡魔和dunnart。“
重要的是,塔斯馬尼亞虎基因組也證實(shí)了該動(dòng)物在被過(guò)度獵殺之前所經(jīng)歷的遺傳健康或遺傳多樣性較差。
這是塔斯馬尼亞惡魔面臨的類(lèi)似命運(yùn),預(yù)計(jì)這是由于他們?cè)谶^(guò)去的10,000到13,000年間與澳大利亞的遺傳隔離。然而,基因組分析表明,兩種動(dòng)物在塔斯馬尼亞島分離之前都經(jīng)歷了低遺傳多樣性。
因此,塔斯馬尼亞虎可能面臨與塔斯馬尼亞惡魔類(lèi)似的環(huán)境問(wèn)題,如果他們幸存下來(lái),例如難以克服疾病。
帕斯克博士說(shuō):“我們希望有很多塔斯馬尼亞虎可以告訴我們滅絕的遺傳基礎(chǔ),以幫助其他物種。”
“由于這個(gè)基因組是滅絕物種中最完整的基因組之一,從技術(shù)上講,它是'將甲狀腺帶回'的第一步,但我們距離這種可能性還有很長(zhǎng)的路要走。”
“我們?nèi)匀恍枰_(kāi)發(fā)一種有袋動(dòng)物模型來(lái)承載塔斯馬尼亞虎的基因組,就像在現(xiàn)代大象中包含猛犸基因的工作一樣。但事實(shí)上,我們現(xiàn)在知道塔斯馬尼亞虎在滅絕之前面臨著有限的遺傳多樣性,這意味著它如果幸存下來(lái)的話仍會(huì)像塔斯馬尼亞惡魔一樣掙扎。“
“然而,基因組確實(shí)為這種真正獨(dú)特的有袋動(dòng)物頂端捕食者的生物學(xué)提供了重要的新見(jiàn)解。”
研究人員認(rèn)為塔斯馬尼亞虎和野狗是融合進(jìn)化的最佳例子之一,在這個(gè)過(guò)程中,不緊密相關(guān)的生物獨(dú)立演變?yōu)椴坏貌贿m應(yīng)類(lèi)似環(huán)境或生態(tài)位的結(jié)果。
他們發(fā)現(xiàn),由于他們的狩獵技術(shù)和鮮肉的飲食,他們的頭骨和身體形狀通過(guò)一個(gè)稱(chēng)為“趨同進(jìn)化”的過(guò)程變得相似。盡管沒(méi)有密切相關(guān),但在這里,對(duì)環(huán)境的適應(yīng)使它們的外觀變得相同。
Pask博士及其同事分析了塔斯馬尼亞虎頭骨的特征- 例如眼睛,下巴和鼻子的形狀。
“我們發(fā)現(xiàn)塔斯馬尼亞虎的紅色狐貍和灰狼的頭骨形狀與其最近的親戚相似,”墨爾本大學(xué)和維多利亞博物館的共同作者Christy Hipsley博士說(shuō)。
“自侏羅紀(jì)以來(lái),這些群體并沒(méi)有共同的共同祖先,這使得它成為遠(yuǎn)緣相關(guān)物種之間趨同的一個(gè)驚人的例子。”
帕斯克博士指出:“塔斯馬尼亞虎的外觀幾乎是帶有小袋的野狗。”
“當(dāng)我們看到這種趨同進(jìn)化的基礎(chǔ)時(shí),我們發(fā)現(xiàn)它實(shí)際上不是基因本身產(chǎn)生相同的頭骨和身體形狀,而是它們周?chē)目刂茀^(qū)域在不同階段打開(kāi)和關(guān)閉基因'增長(zhǎng)。“
“這揭示了對(duì)進(jìn)化過(guò)程的全新理解,我們現(xiàn)在可以探索基因組的這些區(qū)域,以幫助理解兩個(gè)物種如何匯聚在同一個(gè)外觀上,以及進(jìn)化過(guò)程如何運(yùn)作。”
“在這種情況下,似乎需要捕獵導(dǎo)致塔斯馬尼亞虎在過(guò)去的1.6億年中將其外觀轉(zhuǎn)變?yōu)轭?lèi)似于狼的外觀,我們現(xiàn)在可以開(kāi)始了解推動(dòng)這一過(guò)程的遺傳學(xué),并了解更多關(guān)于這種獨(dú)特的有袋動(dòng)物頂端捕食者的生物學(xué)。“
該研究結(jié)果發(fā)表在2018年1月的“自然生態(tài)與進(jìn)化”雜志上。
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