马赛长颈鹿比以前想象的更濒危

东非的长颈鹿可能比以前想象的更濒临灭绝。宾夕法尼亚州立大学研究人员领导的一项新研究表明，在地理上被东非大裂谷分隔开的马赛长颈鹿种群在一千多年内没有杂交或交换遗传物质，在某些情况下甚至数十万年。研究人员建议出于保护目的分别考虑这两个种群，并通过单独但协调的保护工作来管理每个种群。

在过去的三十年里，长颈鹿的数量迅速减少，全世界只剩下不到 100,000 只。马赛长颈鹿是一种在坦桑尼亚和肯尼亚南部发现的物种，被国际自然保护联盟 (IUCN) 视为濒危物种，在此期间，由于非法狩猎和其他人类活动侵占它们的栖息地，其数量减少了约 50% ，只剩下大约 35,000 个人。

“马赛长颈鹿的栖息地高度分散，部分原因是过去 30 年东非人口的迅速扩张以及随之而来的野生动物栖息地的丧失，”Douglas Cavener、Dorothy Foehr Huck 和 J. Lloyd Huck 说宾夕法尼亚州立大学进化遗传学特聘主席和生物学教授，研究团队负责人。“此外，东非大裂谷横穿东非，陡峭的悬崖峭壁是野生动物迁徙的巨大障碍。我们研究了 100 只马赛长颈鹿的基因组，以确定裂谷两侧的种群在最近一段时间内是否交叉繁殖，这对保护具有重要意义。”

根据研究人员的说法，长颈鹿是出了名的糟糕登山者。利用高分辨率卫星数据，他们只发现两个位置的裂谷斜坡角度足够浅，长颈鹿有可能爬过去，但没有关于它们实际这样做的报道。为了更好地了解遗传信息的历史交换，研究人员结合使用了核基因组的全基因组测序，其中包括从父母双方传递的遗传信息，以及线粒体基因组，其中包括仅从母系传递的信息. 他们在 7 月 12 日发表在《生态与进化》杂志上的一篇论文中介绍了他们的研究结果。

“不同种群之间的杂交导致遗传信息的交换——通常称为基因流——并且通常被认为是有益的，因为它可以改善整体遗传多样性并帮助缓冲小种群免受疾病和其他威胁，”Lan Wu-Cavener 说，生物学助理研究教授和研究团队成员。“为了了解跨越裂缝的潜在基因流动，我们对构成整个核基因组的超过 20 亿个碱基对以及构成整个线粒体基因组的超过 16,000 个碱基对进行了测序。这些复杂的数据给我们的小团队带来了各种计算和数据存储方面的挑战，但使用整个基因组而不是一小部分让我们能够明确地研究这些人群中基因流动的程度。”

研究人员在两个种群中确定了线粒体基因组中通常一起遗传的几个基因块——研究人员称之为单倍型——并根据这些单倍型之间的相似性模式进行了网络分析。他们发现裂谷东侧的长颈鹿与裂谷西侧的长颈鹿没有重叠的单倍型，这表明在过去的 25 万到 30 万年间，雌性没有跨越裂谷迁移繁殖。

“这两个种群之间由女性介导的基因流动已经数十万年没有发生过，或者可能从来没有发生过，”Cavener 说。“这提出了一个我们没有预料到的关于这些种群起源的新问题。我们原本以为建立了一个种群，然后一些个体穿越到裂谷的另一边建立了第二个种群。但我们现在认为这两个种群是在 20 万多年前独立建立的。”

对核基因组的分析表明，通过雄性运动的基因流动可能发生在最近一千年前。研究人员计划从两个种群的其他动物身上采集样本，以更好地了解这种基因流动何时以及为何可能停止。

“总的来说，这些结果表明，裂谷两侧的长颈鹿种群在遗传上是不同的，每个种群的遗传多样性低于一个更大的相互关联的种群，”Cavener 说。“长颈鹿自己穿越裂谷的可能性很小，而且长颈鹿的易位是非常不切实际的。这表明马赛长颈鹿比我们之前认为的更濒危，并且应该以独立但协调的方式考虑每个种群的保护工作。我们希望坦桑尼亚和肯尼亚政府加强对马赛长颈鹿及其栖息地的保护，特别是考虑到最近该地区长颈鹿偷猎活动有所增加。”

研究人员还在裂谷的东侧和西侧发现了惊人的高近亲繁殖指标——这一过程会降低种群的遗传多样性和整体适应性。研究人员计划继续研究裂谷两侧的马赛长颈鹿种群，包括那些特别偏远的长颈鹿，以更好地了解近亲繁殖所面临的任何危险。他们还计划调查长颈鹿如何在栖息地特别分散的裂谷东侧的群体之间移动，以更好地了解如何优先考虑保护工作以保持它们之间的联系。

“我们还想利用遗传学来阐明马赛长颈鹿的亲子关系，”Cavener 说。“关于长颈鹿如何交配，我们有很多不知道的地方，例如，多年来在当地种群中是只有少数雄性成功繁殖，还是在该种群中有几只雄性繁殖?这些问题对于估计种群的实际繁殖数量至关重要，并将继续指导我们保护和保存这些雄伟而富有魅力的动物的努力。”

除了Cavener和Wu-Cavener，宾夕法尼亚州立大学的研究团队还包括第一作者George Lohay，他是在坦桑尼亚收集野生长颈鹿生物样本的博士后学者;生物学副研究教授 Derek Lee 和生物学学术附属机构 Monica Bond，他们过去十年在本研究中对马赛长颈鹿种群的研究对于项目设计和结果解释至关重要;本科生大卫·皮尔斯;和研究生 Xiaoyi Hou，这项工作得到了宾夕法尼亚州立大学生物系、埃伯利科学学院、哈克生命科学研究所以及野生自然研究所的支持。