加州大学洛杉矶分校领导的一个生命科学家小组发现，海獭的基因多样性很低，这可能会危及它们作为一个物种的健康。这一发现对保护稀有和濒危物种具有重要意义，在这些物种中，低基因多样性可能会增加灭绝的几率。
基因多样性是衡量一个种群中个体之间基因组存在多少差异的一个指标。大种群往往具有较高的遗传多样性(个体之间存在许多差异)，而小种群则丧失了这种多样性的大部分，从而导致个体之间的遗传相似性更大。
加州大学洛杉矶分校生态学和进化生物学研究生安娜贝尔·贝希曼是该研究报告的主要作者，她说，海獭的遗传多样性水平较低，类似于猎豹和袋獾等濒危物种。她和她的同事重建了水獭的进化史，并评估了水獭的遗传多样性水平、种群规模变化的历史以及潜在的有害遗传变异水平。
生物学家在海獭基因组中发现了潜在有害基因变异和近亲交配的证据这种模式在数量较少的濒危物种中很常见。研究小组分析了今年去世的蒙特利湾水族馆的雌海獭Gidget的基因组，以及南美巨型海獭的基因组，以此作为进化的比较点。水獭有13种，海獭和巨型水獭生活在完全不同的环境中巨型水獭生活在温暖的淡水环境中，而海獭生活在寒冷的北太平洋沿岸水域。本研究是首次对水獭进行全面的基因组分析。
“虽然低多样性本身并不一定是危险的，但我们也发现基因内潜在有害变异的水平升高，这可能是由于种群数量下降的历史所致。这可能会影响人口的未来，”Beichman说。
“海獭可能有危险，”加州大学洛杉矶分校著名生态学和进化生物学教授、霍华德·休斯医学研究所教授罗伯特·韦恩说。“这是一个警告信号，一个红旗。我们应该确保他们的人口不会再次下降。”
研究小组于6月18日在《分子生物学与进化》杂志上发表了他们的研究结果。
Beichman将海獭的低基因多样性比作一罐失去了许多颜色的五彩弹珠。“如果一种疾病的发生或者环境发生了变化，那么拥有大量的多样性，不同颜色的大理石可能会有帮助。也许绿色的弹珠对这种疾病有抵抗力，但是蓝色和红色的弹珠是易感的。但如果你在人口下降时失去了所有的绿色弹珠，你可能只剩下蓝色和红色无法抵抗疾病，”她说。“更多的多样性让你有更多的生存机会。”
海豹和海狮在海洋中生活了3000万年，鲸鱼和海豚在海洋中生活了5000万年，而海獭只有大约500万年的时间来适应海洋环境。“;在进化的时间,”;Beichman说:“这是一个手指的折断。”
鲸鱼、海豹、海狮和海豚都有一层脂肪，可以在寒冷的盐水环境中保持体温，但海獭没有这层脂肪。相反，它们有浓密的防水皮毛。从18世纪中期开始，海獭的皮毛就被猎杀，几乎灭绝。在毛皮贸易之前，它们在世界范围内的数量从15万到30万不等。自从皮毛贸易结束以来，全世界海獭的数量据信已经下降到1000到2000只。
韦恩说，20世纪初，只有大约50只南方海獭在加利福尼亚生存下来，而18世纪初，这一数字从16000只下降到了20000只。现在加州大约有3000只海獭，海獭是受《濒危物种法》保护的濒危物种。一些海獭种群灭绝了，包括俄勒冈州和不列颠哥伦比亚省的海獭。
“海獭的数量锐减，我们想研究海獭的基因组受到的影响，以及海洋环境对其基因组的影响，”加州大学洛杉矶分校生态学、进化生物学和人类遗传学副教授柯克·洛穆勒说。
生物学家们在一组九个基因中发现了微小变化的证据，这些基因累积起来与水獭厚厚的皮毛的进化有关。研究人员首次发现这些基因在水獭进化过程中起着重要作用。研究小组还报告了18个可能与生殖、免疫功能、大脑发育和肢体发育等领域相关的重要基因。研究人员总结说，这些基因存在于哺乳动物物种中，但海獭的这些基因似乎发生了变化，这可能在它们的进化过程中对它们有利。
Beichman, Wayne, Lohmueller和他的同事们目前正在进行一项后续研究，对其他130只海獭的20000个基因进行测序，这些海獭来自北太平洋沿岸的其他地区，包括日本北部的千岛群岛，阿留日群岛，阿拉斯加中部和墨西哥的下加利福尼亚州。
这项研究由美国国家科学基金会、蒙特雷湾水族馆、美国国立卫生研究院基因组分析与解释培训赠款、加州大学洛杉矶分校学术参议院和加州大学洛杉矶分校催化剂项目资助。
完整的合作作者名单可以在期刊文章中找到。
苏必利尔湖岛上的狼濒临灭绝
罗尔夫O.皮特森/密西根理工大学狼在皇家岛尽管海獭的遗传多样性很低，但它们相当健康，没有明显的畸形。皇家岛的灰狼却不是这样，皇家岛是一个生物圈保护区，也是密歇根州苏必利尔湖国家公园的一部分。这些狼有严重的健康问题，比如脊椎畸形和繁殖失败，以及“密集的近亲繁殖”正把它们推向灭绝，韦恩说。
20世纪40年代末，几只狼穿过冰层来到皇家岛，在那里它们没有竞争对手，发现了许多驼鹿可供捕猎。在接下来的30年里，岛上的狼数量增长到了50只，人们对它们进行了仔细的研究。韦恩说，从20世纪80年代开始，他们的数量开始下降。到2018年，狼的数量已经减少到一对没有繁殖能力的老狼，它们既是父女又是同父异母的兄弟姐妹。
韦恩、罗默勒、杰奎琳·罗宾逊(曾在韦恩的实验室担任加州大学洛杉矶分校的研究生，现在是加州大学旧金山分校的博士后学者)和同事们在5月29日的《科学进展》杂志上发表了关于皇家岛狼的新发现。他们研究了1988年至2012年间皇家岛上11只灰狼的DNA，研究了岛上狼的骨骼残骸，进行了计算机模拟，并将这些狼的DNA与明尼苏达州狼的基因数据进行了比较。
“我们发现皇家岛狼的基因组含有最近近亲繁殖的特征特征，导致基因组的大片区域缺乏遗传多样性，”该研究的主要作者罗宾逊说。“我们的研究结果为保护现代世界日益破碎的景观中的生物多样性提供了指导。”
关于濒危物种，我们应该从全球吸取什么教训?
“你必须监控种群，确保它不会变得太近亲繁殖，”鲁尼说。“如果它是近亲繁殖，你必须考虑从外部引进个体，首先要从血液样本中了解它们的基因组，以确保它们能增加基因多样性。”这种情况很少发生。”
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