2021年10月29日
在20世纪60年代,有意图保护罕见的灵长类动物园圣地亚哥动物园发起了一个成功的红狐猴繁殖计划(varecia rubra从马达加斯加)。在其内部研究工作建立之后,动物园还选择冷冻来自创始种群及其后代的细胞,并将它们储存在一个名为冰冻的动物园.在人类基因组项目之前,下一代测序,甚至是个人电脑的扩散,在动物园的团队认为银行活细胞和其他遗传物质。“这只是San Diego动物园的东西,”Tim Eppley说,博士后研究员圣地亚哥动物园野生动物联盟(SDZWA)。“在他们真的无能为力的情况下,他们有远见地开始收集样本,这真的令人难以置信。”
今天,SDZWA、Illumina的iConserve项目、西班牙和马达加斯加的大学正在合作,收集第一个完整的、高质量的红狐猴基因组,并评估遗传多样性和种群联系随时间的变化。这个独特的项目将帮助我们了解我们可以做什么来保护地球上最受威胁的哺乳动物群体。
根据国际自然保护联盟(IUCN),113种已知的狐猴物种中的98%受到灭绝的威胁。人口数并不完全知道,但狐猴家庭中的几种物种确实有一个精确的数量。例如,只有19个北部嬉皮狐猴留下,他们住在一个非常小的区域。
狐猴是马达加斯加的特有种,马达加斯加是印度洋上的一个岛屿,距离东非海岸800英里。埃普利说:“马达加斯加经常被称为第八大洲,因为那里的一切都非常独特,在地球上其他地方都不存在。”但是马达加斯加仅剩下不到10%的原始森林。这是过去非常非常小的一部分。”
红狐猴和马达加斯加的树木有着相互依赖的关系。由于狐猴的饮食主要以水果为主,所以它们依赖森林中的树木。反过来,狐猴不仅传播种子,而且其粪便中的种子更有生命力。狐猴扮演着森林的园丁。它们对马达加斯加的许多植物物种起着非常非常关键的作用,”埃普利说。
但狐猴在自己的环境中面临着很大的挑战。狐猴是一个女性主导的社会。当他们旅行时,女性带领。因此,当猎人建立陷阱时,女性是第一个被恩纳的。“这导致这些人口中的性爱偏差。当你最终得到更多的男性时,它不会帮助人口增长,“Eppley说。补充说,绝大多数狐猴只能在一整年内的48至72小时内怀孕。如果飓风或其他天气事件破坏成熟水果,那么他们可能不会复制那一年。“即使是一个单身天气事件也可以抛弃整件事。”
利用基因组学来影响保护
SDZWA正在领导一项迄今为止对狐猴物种进行的最全面的研究。他们从1959年到现在出生的73只野生或圈养狐猴(大部分是红领狐猴)中收集了样本。这些样本来自冷冻动物园、合作大学和马达加斯加国家公园,它们以血液、组织、冷冻细胞或粪便的形式出现。
今年早些时候,动物园将样本送到Illumina实验室进行测序。这些数据随后被送到西班牙巴塞罗那的进化生物学研究所,庞培法布拉大学的博士候选人马克·帕尔迈达·弗洛雷斯正在那里构建基因组组装。弗洛雷斯说:“我真的很期待看到这种基因组组合如何被用来帮助保护这一特定种类的狐猴,并开始进行更多真正的实地研究,重新测序数据将作为工具,更好地了解物种状态。”
弗洛雷斯正在为红色皱领狐猴组装一个新的、高质量的参考基因组,并为黑白皱领狐猴和其他六种狐猴组装一个参考基因组草案。
当参考基因组成时,他们将被发送到Sdzwa的研究员Aryn Wilder博士,他还将使用高覆盖基因组重新排序数据进行比较基因组分析。“一些样品在50多年前收集了一些样本,”韦尔德说,“他们可能会反映在广泛砍伐森林砍伐之前健康人群的多样性。”Wilder希望信息将提供一个气动仪,用于可能发生了多少基因组侵蚀。这将有助于引导资源最大限度地提高任何剩余多样性的保留。“数据也是用于为非侵入性样本(例如粪便样本)设计捕获阵列的跳板,可用于解决这些物种的行为和生态问题。”
参考基因组也将为动物园的繁殖实践提供信息。怀尔德说:“这些数据将有助于改善圈养种群的谱系。”“系谱被用来帮助选择育种对,以减少近亲繁殖和保持遗传多样性。”
庆祝狐猴
世界狐猴日(2021年10月29日)开始于2014年在马达加斯加塔那那利佛在2014年的节日。今天,它在全球范围内庆祝,以便对狐猴的困境带来意识,并吸引生态旅游者到岛上。
蒂姆·埃普利将在三周后返回马达加斯加。在那里,除了与当地大学合作,他还将管理团队,清点狐猴数量,为它们套上颈圈,收集粪便,评估栖息地条件。他们研究不同地区的树木多样性,试图了解可能存在的捕猎压力,有时会注意陷阱甚至是枪弹。
埃普利的大部分工作都涉及与当地机构合作,比如马达加斯加的Groupe d ' étude et de recherche sur les primates (GERP)。马达加斯加学生带领团队进入从未进行过调查的偏远地区。对这些小组来说,他们从最近的村庄雇用人员,培训他们数据收集技术,提供就业和短期经济救济。埃普利说,这比他们能挣到的钱还多,因为90%的人口每天的生活费不到1.9美元。
由于贫困和政治不稳定,森林正在迅速消失。“当地人明白森林对于纯净的水源、灌溉田地和保护动物都很重要。他们更愿意拥有森林,但许多人被迫砍伐森林,因为他们需要土地种植水稻,或者为了生存而开荒。他们需要木材来建造小屋或渔船来捕鱼。这就是为什么我们需要在这些领域提出经济替代方案。”
马达加斯加有强大的经济动机来保护土地以吸引游客。埃普利相信马达加斯加人可以团结起来,激励大家,野生动物也会从中受益。“我对狐猴的希望是,我们继续看到狐猴数量的增长,我们创建走廊和缓冲区,种植这些森林,让狐猴有更多的生活空间。通过这样做,当地居民将试图保护这些地区,因为这将增加旅游业。我希望马达加斯加能有个转变,就像我们在哥斯达黎加”。
这种转变需要超过15年的时间,而且需要整个村庄的努力。
像Illumina的iConserve项目这样的项目旨在将全球社区团结起来,加速环境和野生动物保护。
“基因组学已经成为本世纪帮助保护生物多样性和确保我们星球健康的工具,”Illumina实验室服务部副主任Karine A. Viaud-Martinez说。“我们相信,Illumina在推进一些关键项目方面处于独特的地位,并确保所有人都能获得工具和数据。”
iConserve的一些工作包括促进不同物种的比较基因组学研究,这为野生和圈养种群的生物多样性编目提供了结构。这将最终支持有关物种保护和管理的决策。
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