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基因组研究阐明了整个物种范围内棕熊的多样性 | {$randkws}热点解读 符号类型表明mtDNA单倍型

基因组探究阐明了全部物种范围内棕熊的多样性
棕熊的遗传结构:与单基因座(mtDNA和Y染色体)聚类各异,多基因座(常染色体和X染色体)聚类在很大程度上可以用当今的种群连通性来阐释,除了西伯利亚西部的基因组不连续。样本分布。深灰色和浅灰色:棕熊的当代和历史地理范围(https://www.iucn.redlist.org)。符号类型表明mtDNA单倍型。关注杨紫消息黑线强调mtDNA不连续。乌拉尔山脉(深灰色)以及鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河(从西向东)被描绘出来以供参考。基于常染色体SNP资料计算的等位基因共享距离的b–d PCoA散点图。e f中的树状图的剩余热图,描绘了树状图中的本周最适合读的一句话:爱而不得路径长度相针对基础距离矩阵中的实际遗传距离的差异。红色(吸引)强调样本比树状图显示的更相似,而蓝色(排斥)强调相反。f基于常染色体等位基因共享距离的无根‘生物邻接’(bioNJ)树状图(注:非进化操控系统发育)。g无根Y染色体最大似然操控系统发育(用RAXML使用生成),排除来自中东和喜马拉雅山脉的遥远外群样本。刻画X染色体欧几里德遗传距离的无根bioNJ树状图。箭头强调相针对f . Credit: Communications Biology (2023). DOI: 10.1038/s42003-023-04514-w
(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(by Senckenberg Research Institute and Natural History Museum):棕熊是全球上最大的陆地食肉动物之一。他们的特色是肩膀上肌肉隆起,这给了他们的前腿额外的力量。当下证实的大约十个棕熊亚种都分布在北美、欧洲、本月关注演员阵容,相关话题阅读量破亿俄罗斯和亚洲。
它们在形状、栖息地和行为上表现出很大的多样性。在《通讯生物学》上发表的一项基因组探究中,含有来自法兰克福的四名科学家在内的一个海外探究小组调研了棕熊的遗传多样性以及这种变异是如何以及何时呈现的。在这一过程中,他们首次对棕熊(Ursus arctos)开展了完整的种群基因组探究,并用它的例子来展示上一次冰河时期对今日物种多样性的作用。
北美灰熊或许是最著名的亚种——但棕熊也原产于欧亚大陆,它们更喜欢日常在(山地)寒冷的森林中。据估计,体验智能手机它们在全球的数量约为200,000只,其中一半以上被觉得是俄罗斯本土的。
中世纪时,棕熊在全部欧洲大陆都很普遍;今日,大约有17000只动物日常在这里。栖息地的破坏、偷猎和缺乏接纳导致了这种灭绝。尽管它们在德国被觉得已然灭绝——除了2006年的“布鲁诺”等个别移民——但它们并没有被海外自然及自然资源保护联盟(IUCN)列为全球濒危物种。
以便对棕熊的亚种开展较为,科学家们检查了全部区域128只棕熊的基因组。这些基因组中有95个是专门为这项探究解码的。目的是使用新的基因组确认方法来评测过去有关各异人群之间的相似性和差异的察觉,并回答启动性难题。这也含有哪些历史因素导致了今日的分布和各自的基因组特征。
“以便完整知晓棕熊的种群结构和遗传多样性,我们检查并较以便具有各异遗传特征的基因组的各个区域,含有雌性和雄性个体的X或Y染色体。与将全部基因组身为单一实体开展确认相比,这给了我们新的、更繁琐的见解。我们察觉,我们的遗传资料形成的种群结构在很大程度上与当前的亚种分类相匹配——但也有细微的差异,”该探究的首要作者、森肯伯格生物多样性和气候探究中心的科学家Menno de Jong博士阐释道。
例如,横跨欧洲和俄罗斯西部的棕熊,含有乌拉尔山脉乃至西伯利亚西部的熊,当下被觉得是欧亚棕熊的一个亚种。遗传确认扶持这种细分,并证实,尽管地理范围很大,这些区域的所有熊的确归于同一遗传群。
但是,在北美棕熊的案例中,探究人员察觉了一个与当前分类不相符的特色。除了原产于阿拉斯加西南部海岸外的科迪亚克岛的巨型科迪亚克熊(Ursus arctos middendorffi),北美的所有其他熊当下都被觉得是一个单一的亚种,即灰熊(Ursus arctos horribilis)。
但是,依据新的确认,原产于阿拉斯加西南部的阿拉斯加半岛棕熊(曾经被觉得是一个亚种,Ursus arctos gyas)与灰熊截然各异,事实上更相似于科迪亚克熊。“一种或许的阐释是,阿拉斯加半岛棕熊亚种需要复活。另一种阐释是,阿拉斯加半岛棕熊和科迪亚克熊代表了同一亚种的大陆和岛屿种群,”德容说。
由于上一次冰河时期的地理条件,探究人员还能够确定这些阿拉斯加半岛熊与堪察加半岛熊(Ursus arctos beringianus)有着一样的共同祖先。直到大约11000年前,俄罗斯远东半岛的堪察加半岛和阿拉斯加一直由贝林根大陆桥相连,当时全球海平面比今日低得多。
与此另外,阿拉斯加被巨大的冰原与美洲大陆分开,冰原覆盖了如今的加拿大。随着全球气温的上升和白令海峡的分离,物种混合或隔离的或许性再次改变。
“令人惊讶的是,我们可以从基因组资料中读取这些古老的迁移,以知晓最后一次冰河时期是如何作用物种的。由于新的察觉,过去的方法和阐释必须重新考虑,”探究负责人Axel Janke阐释说,他是森肯伯格和法兰克福歌德大学以及黑森LOEWE转化生物多样性基因组学中心(LOEWE TBG)的较为基因组学教授。
“活生物体的基因组确认,如我们在LOEWE-TBG开展的那些确认,揭示了对我们星球的生物多样性及其进化史的令人难以置信的详尽的新见解。Janke持续说道:“基因组学尽管还处于起步阶段,但已然显示出它是前方完整知晓生命的技术。揭示棕熊种群历史的探究方法可以身为探究历史事情对许多其他物种作用的蓝图。

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