巴西东北部杂交海龟的奇怪案例地平线:《欧盟研究与创新》杂志


在努力保护海龟的同时,需要更多知识的部分难题涉及种间交配或杂交的影响,尤其是之间的影响(中华绒螯蟹)和记录头(etta鱼)在巴西的一个地区。

在世界上已有的五个物种中已观察到杂交,但其中许多处于低水平。 然而,在巴西东北部的巴伊亚州,基因分析发现,在某些筑巢点,多达30%至40%的雌性are实际上是由与相杂交而产生的第一代杂种。

这些杂种然后可以通过与任一亲本成员的杂交或“回交”来产生可行的第二代后代。

了解为什么会发生这种情况对于告知保护工作可能很重要,因为杂交会影响物种的生存。 考虑到据估计,30和的遗传距今已有三千万年之久,这也可能为杂交在长期进化中的潜在作用提供了一个有趣的线索。

意大利费拉拉大学(University of Ferrara)的种群遗传学家西贝勒·托雷斯·维拉萨(Sibelle TorresVilaça)博士说:“在动物界中,您看不到太多东西-这些物种早就分化了,它们仍然能够杂交。 进化上有一个有趣的问题:当这些基因组再次相遇时会发生什么?

龟杂交的一些案例涉及超过6000万年前分化的物种之间的杂交,这是非常不寻常的。 维拉萨博士说:“如果考虑到灵长类动物,那将是人类和狐猴的杂交体。”

杂种

Vilaça博士正在研究这种杂交的原因及其对TurtleHyb项目的影响。

她说,by鸟和的嵌套季节重叠,在巴伊亚州为杂交提供了帮助。 考虑到这两个物种在20至40岁之间成熟,而到目前为止已经观察到两个杂交世代,她的团队认为高频杂交是在1980年之前开始的。

随后的时期恰逢许多乌龟的数量下降,其中包括鸡蛋和肉类开采,沿海城市化和污染等活动。 气候变化构成了进一步的威胁,尽管随着保护措施的推出,最近才出现人口增长的迹象。

虽然目前尚不清楚这种杂交的具体驱动因素,但维拉萨博士说,一种可能性是种群减少意味着meant的自种伙伴数量有限-巴伊亚州的物种较少,而的接触则相对较多。

Vilaça博士说,反复杂交可能会影响未来人群的生殖和生存前景。 她指出,至今尚未观察到第二代成年或第三代杂种,这可能是由于这种远缘物种中基因的重组,在这一阶段影响其生存能力的“杂交破坏”。

维拉萨博士说,但这并不是第二代成年人缺席的唯一可能性。 她说:“我们不知道这是不是最近才发生的杂交事件,或者某种基因组不相容性,这意味着由于某些原因这些回交不能存活到成年。”

“您不会在动物界看到太多东西-那些物种早就分化了,它们仍然能够杂交。”

意大利费拉拉大学的Sibelle TorresVilaça博士

寿命

海龟的寿命很长,通常估计为50年或更长时间,这使得长期观察这些过程变得困难,因为动物在海上度过了大部分生命。

为了克服这些障碍,TurtleHyb正在对两个物种和杂种个体的整个基因组进行分析,目的是通过阐明远古时代的杂交事件及其连锁效应来推断未来的潜在后果。

Vilaça博士解释说,过去的研究通常侧重于线粒体DNA或从母亲传给后代的遗传信息的分析。 尽管这比从父母双方继承的核DNA更容易获得和测序,但它只能讲述故事的一部分。

但是,TurtleHyb正在研究这两种类型的DNA,这要归功于最新的技术进步和更实惠的下一代测序技术。 “从核基因组中,我们可以推断出杂种是F1(第一代)还是回交。 Vilaça博士说:“我们还可以从更古老的杂交事件中讲述这个故事,并寻找可能是从它们那里继承下来的基因。”

这可能揭示出杂交是否在海龟的历史上是一再发生的事件,以及它是否实际上通过导入有益基因而赋予了任何生存优势。 Vilaça博士的团队希望很快就此发表一些结果,同时他还在研究海龟的古代历史中有多少杂交事件可能对它们的基因组做出了贡献。

同时,这项研究可能对理解其他动物,尤其是其他可以长途跋涉的海龟和海洋物种中的杂交具有启示意义。 她指出,研究涉及到鲸鱼之间的杂交,他们说:“它们可以分散很多,并能在海洋之间迁移……您有可能会遇到的所有这些地方。”

此外,这可能表明海洋动物可能会发展出特殊的适应能力,以帮助他们在这种流动的环境中保持独立的物种。

法国巴黎萨克莱大学的生态学家马克·吉伦特(Marc Girondot)教授说,海龟杂交可以成为“环境发生深刻变化的标志”。 但是,他说,还不清楚过去的普遍杂交情况如何,因此更多的研究可以帮助确定过程中有多少是“正常”变化,以及有多少是由人为压力引起的。

结果

德国莱布尼兹动物园和野生动物研究所的进化和保护基因组学研究员卡米拉·马​​佐尼博士(Camila Mazzoni)之前曾与维拉萨(Vilaça)博士合作,他说需要进一步了解more和之间的杂交是否会带来长期问题因为它可能会在几十年或一个世纪后产生影响。

“如果它是本地化的,那可能不是什么大问题,并且可能有减轻它的方法。 但是,如果您有越来越多的雄性杂种,并且随着时间的流逝,它们开始远离其出生地,那么(正在)传播。”

的确,她最近在巴伊亚(Bahia)海上70公里处的Abrolhos群岛进行的关于线粒体DNA和遗传标记的研究表明,杂种在繁殖上处于不利地位-杂种仅占其卵的四分之一活的幼体,而纯种的则超过一半。

杂交海龟可能处于繁殖劣势,一项研究表明,只有四分之一的卵会产生活的幼体,相比之下,纯种的海龟则占一半以上。 图片来源-佛罗里达鱼类和野生动物/ Flickr,根据CC BY-ND 2.0许可

Mazzoni博士强调说,这些都是早期发现,无法提供详细的历史遗传信息,需要进行全基因组分析才能提供进一步的见解。 尽管如此,她认为,考虑到自两个物种分化以来的大量时间,这种杂交情况乍看之下似乎不太可能是有益的。

同时,她指出,海龟的进化速度比许多其他脊椎动物要慢,因此可能保持更长的时间兼容。 “那谁知道呢? 也许它们是特例,即使它们相距很远,它们仍然可以从其他物种中导入某些东西,并具有一定的益处。”

她说,然而最大的挑战是更好地了解男性的动作和行为。 尽管雌海龟回到其出生的海滩去产卵,但雄性却终其一生都在海上-即使通过对雌性核DNA的分析间接发现了更多样品,也很难收集和追踪它们。

雌性

丹麦奥尔堡大学海洋生物学家迈克尔·延森(Michael Jensen)博士将负责一个即将到来的名为SeaTGen的项目,尽管他不专注于杂种动物,但他仍在寻找更多有关印度洋西南部雄性绿海龟行为的信息,以及着眼于总体人口,以帮助他们的保护。

他对大堡礁的研究反映了发现更多有关雄性的重要原因,该研究揭示了筑巢场所几乎生产出所有雌性幼体。 这可能会对气候变化对海龟的影响产生影响,因为较高的卵孵化温度会繁殖更多的雌性。 “将来会有足够多的雄性海龟供雌性交配吗?” 詹森博士问。

在SeaTGen中,将通过分析核DNA和线粒体DNA以及使用卫星遥测和海洋建模进行研究,以帮助了解乌龟种群如何通过交配方式遗传连接。

詹森博士说:“我们将能够更全面地了解这些种群之间的联系,而海龟很少这样做。” “我们将能够研究迁徙路线,以及洋流和海面温度等因素,这些因素会影响乌龟种群在觅食区的混合方式。”

他说,这些方法有望更好地了解如何保护海龟,以及其他可能耗尽种群的因素,例如杂交。

“当我们可以准确地将从嵌套海滩采样的海龟或任何物种重新链接回它们的种群起源时,即使威胁发生在远离嵌套海滩的地方,我们也可以创建一种强大的工具来评估对海龟种群的威胁。 ‘

本文中的研究是由欧盟资助的。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。



This article – “巴西东北部杂交海龟的奇怪案例地平线:《欧盟研究与创新》杂志
” – was originally published in Horizon, the EU Research & Innovation magazine

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