拯救世界上最重的鹦鹉的下一个前沿:基因组测序

鸮鹦鹉曾被认为“注定早早灭绝”。如今,这些奇特的纽西兰鸟类正缓慢回归。
A kākāpō sitting in its burrow. They can live up to 90 years and forage on the ground for food since they are flightless birds.
一只鸮鹦鹉坐在它的洞穴里。它们可以活到 90 岁,由于是不会飞的鸟,它们会在地面觅食。 Jake Osborne

纽西兰奇特且极度濒危的鸮鹦鹉近 40 年来首次返回该国大陆。鸮鹦鹉是世界上最重的鹦鹉,有些体重超过六磅,寿命可达 90 岁。像企鹅和鸵鸟一样,它们不会飞,所以鸮鹦鹉会爬树并在地面上寻找坚果和种子作为食物。  

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这些大型、绿色、夜行性的鸟类曾遍布纽西兰各地,但被猎杀至濒临灭绝,并受到猫狗等非本地捕食者的威胁。《流行科学》杂志在1895 年 4 月就已将这些“奇特”的绿色鸟类描述为“注定早早灭绝”。 

现存约 250 只个体鸟类由纽西兰保育部 (DOC) 和南岛的 Ngāi Tahu 部落在五个无捕食者的小岛上管理。现在,利用 21 世纪的基因科学,研究平台Genomics Aotearoa正在为几乎所有鸮鹦鹉种群提供高质量的基因测序。一项关于这些全基因组序列如何帮助管理这些标志性鸟类健康状况的早期研究结果于 8 月 28 日发表在《自然生态学与进化》杂志上

建立基因测序方法预计不仅有助于鸮鹦鹉的生存,还将有助于纽西兰乃至全世界其他濒危物种的生存。保护基因组学是该领域的一个日益增长的趋势。2019 年,圣迭戈和夏威夷大学的一个团队利用先进的 DNA 测序技术,为夏威夷仅存的'alalā(Corvus hawaiiensis乌鸦家族谱系创建了近乎完整的基因组组装。测序为保护主义者提供了关于 'alalā 疾病易感性、种群多样性和遗传负荷的关键线索,以更好地指导其政策。

A close up of a female bird named Solstice. Solstice is one of New Zealand’s largest female kākāpōs, often weighing 4.5 pounds, even without the help of supplementary feeding. CREDIT: DOC.
Solstice 是纽西兰最大的雌性鸮鹦鹉之一,即使没有补充喂食,体重也经常达到 4.5 磅。图片来源:DOC。

同样的信息也有助于鸮鹦鹉的繁荣。这份过去一年的工作产生了两个非常重要的成果。首先,它使团队深入了解了鸮鹦鹉的生物学特性。它还生成了一个高质量的代码和可重用管道,使其他研究人员能够快速地将这些方法用于自己的工作中,并提高了纽西兰的基因组能力。

“鸮鹦鹉患有疾病且繁殖能力低下,因此通过了解这些问题的基因原因,我们现在可以帮助减轻它们,”DOC 鸮鹦鹉恢复项目科学顾问 Andrew Digby 在一份声明中说。“这使我们能够预测鸮鹦鹉幼鸟的生长和疾病易感性,从而改变我们实地的管理方法,并有助于提高生存率。”

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Digby 补充说,Kakapo125+ 项目是基因数据如何帮助种群增长的另一个例子。125 指的是项目于 2015 年开始时存活的鸮鹦鹉数量。“开发的创新基因和机器学习工具可用于提高其他受保护管理的宝贵物种的生产力和生存能力,”Digby 说。

这项测序技术由奥塔哥大学微生物学家 Joseph Guhlin 和一个国际研究团队开发,并可能对纽西兰以外的地区产生影响。

“利用谷歌创建的技术,我们获得了可能是世界上任何濒危物种最高质量的变异数据集,”Guhlin 说。“通过 DOC 和 Ngai Tahu,该数据集可供未来研究鸮鹦鹉的研究人员使用。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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