关于基因组多样性的假设可能会造成种群健康的保护错觉

哥本哈根大学的研究人员发现，极度濒危的再生蜜环鸟面临着隐藏的遗传风险，同时仍然保留着相对较高的遗传多样性，当将跨时间的基因组数据与生态建模相结合时，这些风险变得明显

随着全球生物多样性的持续下降，濒危物种面临的一个更微妙但更严重的威胁是基因组侵蚀，即种群内遗传多样性的逐渐丧失。这种侵蚀削弱了物种适应环境变化的能力，增加了近亲繁殖的可能性，最终增加了灭绝风险

虽然保护工作通常侧重于种群数量和栖息地丧失等可见威胁，但物种的遗传健康同样重要

多样性、种群结构、近亲繁殖和有效种群规模等关键遗传指标被认为是生物多样性监测的重要组成部分。这些指标有助于科学家了解种群如何随时间变化，以及它们在未来可能具有的弹性

但是，如果遗传侵蚀滞后于临界种群下降呢？因此，即使一个物种的数量已经急剧下降，但从单一时间点来看，它的基因可能仍然是健康的。如果不跨时间跟踪遗传数据，保护评估可能会错过早期预警信号，低估长期风险

摄政蜜鸟是澳大利亚东南部一种曾经常见的鸣禽，是这种潜在风险的一个有力例子。该物种曾经广泛而丰富，但由于栖息地破坏、土地清理和来自其他鸟类的竞争加剧，其数量急剧下降。如今，野外仅存不到250只成熟个体

尽管种群数量急剧减少，但在标准评估中，摄政蜜鸟仍然表现出相对较高的遗传多样性。这一不直观的结果使其成为研究如何在最近经历衰退的物种中掩盖遗传风险的理想案例

在发表在《英国皇家学会学报B》上的“濒临灭绝的鸟类的滞后基因组侵蚀和未来环境风险”研究中，研究人员使用了全基因组测序、生态建模和实时模拟来了解遗传侵蚀如何随着时间的推移在极度濒危的再生蜜环鸟中展开

为了研究再生蜜环虫的遗传侵蚀是如何进展的，研究人员对44个个体的整个基因组进行了测序。这包括1919年之前收集的24个历史标本和2011年至2016年间采集的20个现代鸟类标本，提供了一个世纪尺度的遗传变化视图

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现代DNA来自血液样本，而历史DNA则是使用针对降解物质优化的专门方法从博物馆标本中提取的。测序读数与一个密切相关的食蜜动物物种的基因组对齐，减少了偏见，确保了时间段之间的可比性

物种分布模型是使用1901年至2015年的历史发生数据、土地利用和气候变量建立的。这些模型绘制了环境适宜性随时间的变化，并根据不同的气候路径预测了未来的情景

基于个体的基因组模拟增加了预测成分。通过对具有不同祖先规模和瓶颈强度的种群进行建模，研究人员估计了种群崩溃后遗传多样性和有害突变可能如何演变，揭示了种群下降后遗传风险如何长期隐藏

历史和现代再生蜜食者之间的基因组比较显示，遗传多样性略有但显著丧失。平均而言，与历史样本相比，现代个体的全基因组杂合性降低了约9%

这一相对温和的下降发生在同期人口规模减少99%以上的时期，表明人口崩溃和遗传侵蚀之间存在时间滞后

主成分分析显示，历史样本和现代样本之间存在明显的遗传差异，尽管这两组个体仍然是一个基本混合的单一群体的一部分。现代和历史个体的近亲繁殖水平一直很低，纯合子运行时间很短，这表明该物种迄今为止避免了严重的遗传隔离，这可能是由于其历史上庞大和流动的种群

物种分布模型显示，在过去的一个世纪里，摄政蜂的大部分栖息地的环境适应性都显著下降。最大的损失发生在繁殖栖息地。目前仍然适宜的繁殖栖息地预计将迅速减少，其中大部分损失预计将在2040年之前发生。高遗传多样性通常被视为保护的一个令人放心的迹象。根据目前的调查结果，这一假设可能完全具有误导性

来自摄政蜂的证据表明，这种错觉是多么脆弱。即使在数量锐减的种群中，遗传指标也可能看起来稳定，掩盖了长期侵蚀的早期阶段。如果不考虑时滞效应，关键风险可能会被忽视，直到为时已晚，无法干预

这两个时间线，缓慢的基因组侵蚀和快速的生态恶化，带来了一个无法单独通过任何一个视角解决的保护挑战

将历史基因组数据与前瞻性环境模型相结合，揭示了两种方法都无法单独完全揭示的风险。通过整合两者，该研究强调了早期干预的紧迫性，以及制定长期监测策略以应对隐藏的遗传和生态威胁的必要性 More information: Xufen Liu et al, Time-lagged genomic erosion and future environmental risks in a bird on the brink of extinction, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2025). DOI: 10.1098/rspb.2024.2480

Journal information: Proceedings of the Royal Society B