基因研究发现松鸡种群比预期更有弹性
对皱领松鸡的基因分析显示，宾夕法尼亚州的州鸟拥有比预期更多的基因多样性和连通性。鸣谢:HKorber/宾夕法尼亚游戏委员会
（蜘蛛网eeook.com）据宾夕法尼亚州立大学（萨拉·拉琼尼斯）：尽管数量下降了几十年，对皱领松鸡的基因分析显示，宾夕法尼亚州的州鸟拥有比预期更多的基因多样性和连通性。研究结果表明，如果实施适当的保护措施，这种标志性的猎鸟可以保持持续的数量。由宾夕法尼亚州立大学和宾夕法尼亚游戏委员会研究人员领导的这项研究发表在《分子生态学》上。
根据研究人员的说法，自20世纪60年代初以来，宾夕法尼亚州的皱领松鸡数量减少了70%，该州南部的鸟类尤其受到由蚊子传播的西尼罗河病毒的影响，以及由于发展造成的栖息地破碎。
“从所有典型的指标来看，皱领松鸡正处于快速下降的状态，”宾夕法尼亚州立大学野生动物保护副教授、论文的合著者朱利安·埃弗里(Julian Avery)说。“然而，直到现在，还没有人使用基因工具在更深层次上研究这种下降的影响。通过应用全基因组测序，我们发现这种鸟的遗传状况比我们想象的要好，这意味着栖息地保护和其他管理干预措施可以保护这一物种。”
宾夕法尼亚州立大学博士后研究员、论文通讯作者Leilton Luna解释说，当一个生物的种群规模因为疾病或栖息地丧失而下降过低时，就会发生近亲繁殖，随着时间的推移，这会导致遗传多样性下降。
“遗传多样性低的种群更难适应不断变化的环境条件，面临更大的灭绝风险，”卢娜说。“就宾夕法尼亚皱领松鸡而言，由于数量急剧下降，它肯定不像过去那样拥有健康的遗传条件。即便如此，目前的遗传多样性和连通性水平给了我们保护这一物种的巨大希望。”
作为第一步，研究小组为皱领松鸡制作了第一个高质量的参考基因组。卢娜说，参考基因组是特定生物体基因的代表性例子。
“这个参考基因组作为一个标准化的遗传基线，有助于准确比较个体和群体之间的全基因组多样性，”Luna说。“此外，这种基因组资源将使我们能够研究一些重要的问题，如特定的遗传成分，如适应基因，是否有助于不同的松鸡种群对西尼罗病毒的不同反应。”
自20世纪60年代初以来，宾夕法尼亚州的皱领松鸡数量减少了70%，该州南部的鸟类尤其受到由蚊子传播的西尼罗河病毒的影响，以及由于发展造成的栖息地破碎。信用:安德烈扎·席尔瓦
为了调查宾夕法尼亚州皱领松鸡的种群健康，研究小组对栖息地内的54只个体鸟类基因组进行了测序，这些栖息地既有被开发破坏的，也有完整的。研究人员检查了序列数据以寻找基因流动的证据，这表明遗传物质很容易在迁移的人群中交换。
“我们将每个个体与我们采样的其他个体进行了比较，”卢娜说。“通过这样做，我们能够判断这些鸟类是属于一个单一的地理种群还是属于不同的种群，以及栖息地破碎和地形海拔等环境因素如何影响鸟类的有效扩散，从而影响基因的交换。”
他说，该小组的DNA分析提供了该州人口细分的微弱证据，尽管研究人员发现南部的基因连接性下降，因为人类的发展使这种鸟的栖息地支离破碎。
“这告诉我们，人口可能没有我们预期的那么糟糕，”卢娜说。“它还帮助我们告知野生动物管理人员，哪些地区将从栖息地走廊的发展中受益最大。然而，这只是人口在这一特定时刻的快照。在未来，我们希望分析博物馆标本的DNA，这样我们就可以将今天人群的遗传多样性和连通性与西尼罗河病毒出现之前和栖息地如此分散之前的人群进行比较。”
令人惊讶的是，研究小组说，他们还偶然发现了两种基因“异常”，称为染色体倒位。当一段DNA断裂，然后以相反的顺序重新连接时，就会发生这种情况。
“我们在我们采样的一些个体中发现了染色体倒位，这些是在整个英联邦的个体中发现的，”合著者宾夕法尼亚州立大学生物学助理教授大卫·托尤斯说。
“数据非常清楚，”他说。“这两大块皱领松鸡基因组与基因组的其他部分高度不同，它们与鸟类中任何明显的地理模式都没有关联。这给故事增添了趣味。”
雄性皱领松鸡脚上长出改良的鳞片，这可能有助于在冬季增加表面积。鸣谢:宾夕法尼亚州立大学的朱利安·艾弗里
Toews指出，之前在其他鸟类中也发现了染色体倒位，例如，通过不同的羽毛图案或更具攻击性的行为来表达。他说，研究小组还不知道倒置会如何影响皱松鸡。这是该小组计划进一步研究的课题。
同时，托尤斯说，染色体倒位对保护有重要意义。
“从表面上看，所有皱领松鸡看起来都很相似，但实际上它们有很深的基因差异，”他说。“在保护的背景下，超越物种整体考虑保护具有这些基因变异的个体可能是重要的。”
埃弗里指出，宾夕法尼亚州立大学与州政府机构(如宾夕法尼亚狩猎委员会、宾夕法尼亚鱼类和船只委员会以及宾夕法尼亚保护和自然资源部)有着长期的合作历史，以收集和分析有助于制定保护战略的科学数据。他说，该小组的发现表明，某些管理干预可能有助于鸟类保持健康的数量。其中包括:
1.创造和维护在功能上连接森林地区和种群的栖息地
2.评估狩猎的影响以确保收获不会导致更多弱势群体的减少
3.实施定期遗传监测，以跟踪变化并评估生境干预是否会导致积极的遗传变化
“皱松鸡不仅在生态系统中扮演着重要的角色，而且它们也非常有趣，”埃弗里说。雄性在春天发出这种鼓声来吸引配偶。当低音在树林中打鼓时，你可以从身体上感觉到它们。他们还将鼓声与装饰性羽毛的华丽展示和展开的尾巴相结合，类似于雄性孔雀的过度表演。最重要的是，在秋天，皱领松鸡长出这些迷人的脚趾鳞片，这可能有助于在冬季增加表面积。它们美丽而奇异，值得我们去保护它们。”
论文的其他作者包括野生生物学家丽莎·威廉姆斯；Kenneth Duren，game bird部门主管；和雷纳·泰勒，野生生物学家，都在宾夕法尼亚州狩猎委员会。
