Science新研究表明DNA分析可以预测哪些动物面临最大的灭绝风险

  由圣地亚哥动物园野生动物联盟和加州大学圣克鲁斯分校领导的一组科学家发现，动物的基因组信息能够在一定程度上帮助预测哪种哺乳动物更有可能面临灭绝。

  由圣地亚哥动物园野生动物联盟和加州大学圣克鲁斯分校领导的一组科学家发现，动物的基因组信息能够在一定程度上帮助预测哪些哺乳动物物种更有可能面临灭绝。

  他们发现，历史上种群数量较少的物种具有更高的破坏性突变负担，灭绝风险也更高，这表明长期的人口统计数据与今天的保护状况和恢复能力有关。

  这些发现可能会改变保护行动和资源的战略应用，帮助拯救濒危野生动物。这些发现是Zoonomia Consortium系列论文的一部分，在著名杂志《科学》(Science)的特刊上发表。

  地球正在经历生物多样性的迅速丧失，成千上万的物种面临灭绝的危险，确定最迫切地需要的物种是一个漫长而昂贵的过程。但是，关于数千种物种的信息知之甚少，这使得很难将有限的保护资源分配给最接近灭绝边缘的物种。

  为了帮助克服这些限制，科学家们研究了240种哺乳动物，从微小的树鼩到高耸的长颈鹿，虎鲸甚至人类。他们发现，在单个基因组中编码的DNA反映了该物种数百万年的历史，能够给大家提供快速的、具有成本效益的保护风险评估，即使我们对动物的生理、行为和生活史特征知之甚少，甚至不知道有多少个体仍然存在。

  “这些根据结果得出，遗传信息，即使只是来自特定物种的单个个体，也为设计保护策略的科学家以及在野外工作的科学家提供了即时的、可操作的指导，”圣地亚哥动物园野生动物联盟的保护科学家Aryn P. Wilder博士说。

  UCSC古基因组学实验室的研究科学家、该项目的联合负责人Megan Supple说:“保护野生动物物种的资源有限，有必要进行分类。我们的基因组评估提供了一种相对廉价的方法，能够迅速识别未来有濒临灭绝风险的物种，即使对该物种知之甚少。这种基因组分类使管理人员能够将有限的资源用于最需要的物种。”

  基因组研究被用来训练快速区分濒危和非濒危物种的模型，该模型基于人口统计学、多样性和影响适应性的突变。这将有利于评估灭绝风险，并确定数千种濒危物种中哪一种从保护支持中受益最大，特别是随着测序基因组数量的增长和模型的不断改进。

  有三种物种：上加利利山盲鼹鼠、小须鲸和逆戟鲸，是为数千种缺乏是否受到威胁信息的物种中的三个例子。科学家们将他们的模型应用于这些“缺乏数据”的物种，以证明基因组风险评估是如何工作的。

  这项研究的开创性之处在于，研究中包含的物种总数是同类研究中最多的。通过对240个物种的研究，科学家们能够估计出最能预测灭绝风险的基因组特征，并建立基因组风险评估模型，这些模型可以在缺乏别的信息时使用。

  这导致该论文的作者呼吁将基因组信息纳入物种保护状况评估，弥合遗传学家和保护管理者之间的差距，并提供一个框架，为风险最高的物种部署资金和资源。

  “许多潜在的濒危物种被归类为‘数据不足’，这在某种程度上预示着我们只是有太少的信息来决定是不是需要立即采取保护行动，我们的研究根据结果得出，来自单个个体的基因组足以识别这些‘数据缺乏’物种中最受威胁的物种，使我们也可以将有限的资源集中在最有一定的影响力的地方。”

  “我们快速变化的世界威胁着全世界的动植物物种，但在保护中使用基因组学是一个巨大的，被低估的保护它们的机会，”奥利弗莱德博士说，他是圣地亚哥动物园野生动物联盟Kleberg保护遗传学主任，也是该论文的共同资深作者。

  “我们正处于一个前所未有的发现时代——一种全新的看世界的方式。我们从始至终认为这种潜力是存在的，但看到它结晶成一种催化剂，帮助环保主义者做出可能拯救我们所知道的世界的关键决定，这是意义深远的。”

  基因组学手稿是动物基因组学联盟工作的一部分，该联盟是世界上最大的比较哺乳动物基因组学资源，涉及全球150多人。《科学》系列论文还展示了比较基因组学如何揭示某些物种如何取得非凡成就，并帮助科学家更好地理解我们基因组的功能部分，以及它们怎么样影响健康和疾病。他们还发现了哺乳动物罕见特征的部分遗传基础，比如从几英里外嗅出微弱气味的能力。

  圣地亚哥动物园野生动物联盟的“冷冻动物园”提供了许多基因样本，包括那些受威胁和濒临灭绝的物种，供全球50多个机构进行DNA分析，这些机构是Zoonomia联盟的一部分。冷冻动物园，或野生动物生物多样性银行，是同类遗传物质中最大的储存库，包含来自1100多个物种和亚种的大约10000只动物的活细胞培养物和生殖材料。

  Zoonomia项目由麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所脊椎动物基因组学组主任、麻省理工大学陈医学院生物信息学和综合生物学教授Elinor Karlsson博士和瑞典乌普萨拉大学比较基因组学教授、布罗德研究所脊椎动物基因组学科学主任Kerstin lindblado - toh博士领导。

  圣地亚哥动物园野生动物联盟是一个非营利性的国际保护领导者，致力于激发人们对自然的热情，为一个所有生命都茁壮成长的世界而努力。该联盟通过创新和伙伴关系，使世界各地的人们能支持他们保护野生动物的使命。圣地亚哥动物园野生动物联盟支持尖端的保护，并将他们的工作故事带回圣地亚哥动物园和圣地亚哥动物园野生动物园-让数百万游客有机会亲自或虚拟地体验保护行动。圣地亚哥动物园野生动物联盟的工作范围从圣地亚哥延伸到全球各地的生态区域保护“中心”，在那里，他们的专业相关知识和资产——包括著名的野生动物生物多样性银行——可以有明显效果地地与数百个区域合作伙伴保持一致，以更加协调的努力改善野生动物的成果。通过利用野生动物护理和保护科学方面的这些技能，并通过与数百个合作伙伴的合作，圣地亚哥动物园野生动物联盟已将44多种濒危物种重新引入原生栖息地。每年，圣地亚哥动物园野生动物联盟的工作通过新闻媒体、社会化媒体、他们的网站、教育资源和圣地亚哥动物园野生动物探险家电视节目覆盖150个国家的10亿多人，该节目在13个国家的儿童医院播出。圣地亚哥动物园和圣地亚哥动物园野生动物园的成员，捐助者和客人的支持使成功成为可能，他们是野生动物联盟，致力于确保所有生命茁壮成长。

  加州大学圣克鲁斯基因组研究所是存储、编目、组装、验证和分析大量基因组数据的主要公共机构之一。其使命是利用基因组学对健康、自然和社会产生积极影响。它创造了先进的技术和开源基因组学平台，以揭示进化模式、分子过程和疾病的基础。它的平台、技术和科学家将全球社区联合起来，创造和部署数据驱动的挽救生命的治疗方法和创新的保护工作。基因组学研究所致力于公开和负责任地分享其学习和创造的成果，以便为创造一个更健康的世界做出贡献。