本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
一个可悲的事实是,随着一个物种的成员变得越来越稀少,它们往往会遭受近亲繁殖的困扰。这种缺乏遗传多样性会导致出生缺陷和其他问题,随着时间的推移,使一个物种更加濒危。
为了了解濒危物种面临的威胁,有时也为了帮助它们适应有限的繁殖选择,保护主义者会定期测试许多濒危物种的遗传构成。这并不总是一件容易的事。有时动物非常稀少,很难在野外找到它们,或者唯一的证据是可能不含大量DNA的毛发或粪便。其他时候,采集用于DNA分析的血液或组织样本可能对研究人员或动物都是危险的。毕竟,没有人喜欢被麻醉,然后被尖锐的针头刺伤。
那么,保护主义者如何采集DNA样本,在对研究的动物风险最小的情况下提供最大程度的信息呢?答案是:胎盘。
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是的,胎盘。根据本周发表在芬兰期刊Annales Zoologici Fennici上的一项研究,胎盘可以成为宝贵的遗传物质来源,有助于识别近亲繁殖并揭示其他重要数据,例如新生儿的性别。
来自芬兰几所大学和机构的研究人员尝试了使用塞马环斑海豹(Pusa hispida saimensis),这是地球上最稀有的海豹物种之一。这些极度濒危的海豹只剩下大约 300 只,全部生活在该国一个内陆湖中,它们面临着来自渔民和气候变化的持续压力,气候变化导致了因缺乏冰而造成的婴儿高死亡率。
尽管种群数量稀少,但海豹仍在继续繁殖。根据该论文,每年出生 50 到 60 只海豹幼崽。这意味着遗留下来大量的胎盘可用于潜在的测试。
2009 年至 2011 年间,研究人员从海豹冰封的产仔穴中收集了 59 个胎盘。大多数胎盘已经分解,但仍然含有足够的遗传物质用于测试。每个胎盘都提供了多个提取遗传物质的机会:胎盘的子宫侧用于提取母亲的DNA,胎儿侧和脐带用于提取幼崽的DNA。
研究人员还有一些实际的海豹DNA用于比较,但这才是故事的悲伤部分:组织主要来自在产仔地点发现的死产幼崽。
对胎盘的测试揭示了许多关于幼崽基因型的信息,主要表明它们表现出预期的低水平遗传多样性。测试没有揭示任何关于母亲的信息,也没有最终表明哪些幼崽是同胞(可能是因为它们的遗传学重叠太多)。
研究人员写道,这项测试是第一个证明胎盘在遗传监测中具有价值的测试。他们补充说,虽然该测试没有产生大量数据,但即将到来的更先进的基因测序测试可能会揭示更多信息。而且这种技术可能在塞马环斑海豹的保护中发挥尤其重要的作用,因为虽然从“难以捉摸且难以捕获的”野生动物身上采集样本几乎是不可能的,但收集胎盘相对容易。
当然,这种方法并非适用于所有物种。鳍足类(海豹)是少数不经常吃自己胎盘的动物之一,因此其他动物可能无法获得样本。然而,全世界有很多濒危的海豹物种,研究人员预测,胎盘检测技术可能会对其中几种有价值。这是保护生物学家口袋里的又一个工具,可以帮助拯救极度濒危的、近亲繁殖的物种免于灭绝。
照片由 Juha Taskinen 提供,来自NOAA Fisheries