阳光海洋任意门|进化过程中的基因突变，对海豹当代种群有着怎样的影响？
本文插图
德国慕尼黑大学（LMU）领导的一项新研究显示 ， 海豹种群数量的历史波动对当代海豹的种群有着深远影响 。
在地球的历史进程中 ， 进化产生了庞大的生物多样性 ， 并由此形成了复杂的、物种丰富的生态系统 。 对进化来说 ， 适当的遗传变异水平是基础条件之一 ， 更高水平的遗传变异性增加了任何给定种群适应新的环境条件并保持进化灵活性的可能性 。
遗传变异是随机突变的产物 ， 代代相传 。 然而 ， 突变也可能因“基因瓶颈”等影响而丢失 。 “一般假设认为 ， 个体较多的种群具有更高的遗传变异性 。 ”LMU进化学家Jochen Wolf说 ， “通过分析36个种群中458只海豹的基因差异 ， 我们已经在17种海豹身上验证了这一假设 。 ”
通过现代种群可以得到其祖先的遗传组成 。 因此 ， 研究者可以从数据中推断出不同种群是如何随时间变化的 。
“遗传数据就像‘时光显微镜’ ， 让我们可以窥视过去 。 ”Wolf说 ， “遗传序列的差异越大 ， 说明两个种群最近的共同祖先生活在越早的时期 。 回到几千年甚至几百万年以前 ， 我们可以看到 ， 许多种群肯定经历过非常狭窄的基因瓶颈期——换句话说 ， 它们的规模急剧缩小 ， 而其他种群则经历了显著的扩张 。 ”
研究者使用了“有效种群规模”作为衡量一个种群内遗传变异程度的标准 。 有效种群规模与种群的实际规模有关 ， 但该参数包含了繁殖行为等因素 ， 因此远小于后者 。 比如 ， 有些种类的雄性海豹会为了争夺雌性而激烈竞争 。 这意味着地位较低的雄性可能没有机会繁殖 ， 从而缩小了下一代遗传变异的范围 。
“我们评估了这些因素的影响 ， 但分析表明 ， 现代海豹的遗传变异数量主要受到历史上种群大小波动的影响 ， 这可能与气候变化有关 。 ”Wolf说 。
有效种群大小与实际种群大小的比率通常被用于推断特定种群是否具有足够的遗传变异 ， 进而长期生存 。 低比率是一个预警信号 ， 因为变异程度低的种群特别容易受到近亲繁殖的影响 。 “大多数在保护环境下进行的遗传研究只评估了几代个体之间的遗传变异程度 。 ”Wolf说 ， “另一方面 ， 我们的调查可以追溯到更久远的年代 。 因此 ， 我们能够将种群大小的波动考虑在内 ， 并能够计算出期望发现的种群大小 。 ”
研究者通过复杂的统计程序 ， 将预期的种群大小与实际的种群大小进行了比较 ， 揭示现有种群大小与预期值的关系 。
Wolf说:“这就能告诉我们 ， 一个种群是否会因为目前的规模太小而无法长期维持 。 ”
【阳光海洋任意门|进化过程中的基因突变，对海豹当代种群有着怎样的影响？】在这种情况下 ， 个体的绝对数量可能会引起误解 。 例如 ， 野生的Saimaa环斑海豹只有400只 ， 这个物种已经被认为濒临灭绝 。 “然而 ， 从基因的角度来看 ， 尽管数量很少 ， 但我们预计它们在不久的将来不会遇到问题 。 因为这些动物是高度可变的 。 ”Wolf说 。
从进化的角度来看 ， 这些迹象表明它们在现在的栖息地定居的时间很短 ， 并且保留了其祖先特有的全部变化 。
加拉帕戈斯群岛的情况则完全不同 。 在那里 ， 海豹和海狮的数量也很少 ， 但它们的遗传变异水平也很低 。 研究人员认为 ， 动物种群比较基因组分析是鉴定脆弱种群、采取保护措施的重要手段 。
原创编译：Max 审稿：alone责编：雷鑫宇
期刊来源：《自然·生态与进化》
期刊编号：2397-334X
原文链接：https://www.en.uni-muenchen.de/news/newsarchiv/2020/wolf_seals.html
版权声明：本文为原创编译 ， 中文内容仅供参考 ， 一切内容以英文原版为准 。 转载请注明来源 。
推荐阅读
- 电视|迪士尼公主抖音当主播，艾莎安娜成超级网红，莫阿娜成海洋保护者
- 综合科学|“实验6”号科考船成功下水 我国海洋科考又添利器
- 创次方|会自己发电的背包，给点阳光就行
- 科学|最新证据显示，冥王星上可能存在过地下海洋
- 武器知识|实力强悍瞄准海洋，中国最新型无人机首飞成功
- 记忆说数码|冷蒸发加湿，无雾小清新，这款加湿器能带给你家海洋般的纯净空气
- 科学|国际自然保护联盟：“光滑手鱼”是第一种完全灭绝的现代海洋鱼类
- 海洋渔业|北斗上天，智慧农业提速，大田精准作业、海洋渔业多场景应用
- 珊瑚礁|星“探”珊瑚！自主海洋卫星助力我国南海海域珊瑚礁保护与修复
- 中年|扶持发展海洋经济