保护遗传学的新工具:海豹胎盘

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。

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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

John R. Platt is the editor of The Revelator. An award-winning environmental journalist, his work has appeared in 大众科学, Audubon, Motherboard, and numerous other magazines and publications. His "Extinction Countdown" column has run continuously since 2004 and has covered news and science related to more than 1,000 endangered species. John lives on the outskirts of Portland, Ore., where he finds himself surrounded by animals and cartoonists.

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