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Xerces蓝蝴蝶基因组测序人为灭绝的标志

摘要 Xerces 蓝蝴蝶 ( Glaucopsyche xerces ) 原产于旧金山的沿海沙丘。随着城市的发展,蝴蝶的大部分栖息地被破坏,其种群被转移到金门国...

Xerces 蓝蝴蝶 ( Glaucopsyche xerces ) 原产于旧金山的沿海沙丘。随着城市的发展,蝴蝶的大部分栖息地被破坏,其种群被转移到金门国家公园。它的翅膀呈深虹彩蓝色,腹侧有特征性的白色斑点。该物种最后幸存的标本是由昆虫学家 W. Harry Lange 于 1941 年发现的。它被认为是历史上第一个灭绝的昆虫物种。它的消失使其成为全球人为灭绝的象征,以至于著名的保护协会 Xerces Society 也以它的名字命名。

之前于 2022 年进行的一项研究从 Xerces 蓝蝴蝶样本中回收了线粒体 DNA,并将其与其现存近亲银蓝蝴蝶 ( Glaucopsyche lygdamus)的线粒体 DNA 进行了比较,得出的结论是,它们确实是不同的物种,而不仅仅是不同的种群。

该研究由 MCNB 主任兼 IBE (CSIC-UPF) 研究员 Carles Lalueza-Fox 和 IBE (CSIC-UPF) 研究员 Roger Vila 领导,ICREA 研究员 Tomàs Marquès-Bonet 参与庞培法布拉大学医学与生命科学系(MELIS)和同一所大学的 IBE 和教授的研究成果发表在《eLife》上,成功对 4 只 Xerces 蓝蝴蝶和 7 只银蓝蝴蝶的基因组进行了测序。 80 岁和 100 岁,来自华盛顿史密森尼学会。研究人员已经能够推断出,这两个物种在一百万到两百万年前之间出现了分歧,并且它们代表了两个不同的进化谱系。

对这两个物种的基因组进行比较后发现,Xerces蓝蝴蝶的DNA显示出高近交发生率,这是种群数量下降的迹象,可用于识别受到人类活动威胁的其他昆虫物种,其灭绝模式与那些昆虫物种不同。脊椎动物的种类,目前尚不为人所知。它还可能为这种流行蝴蝶的灭绝铺平道路,这是科学界多年来一直感兴趣的项目。

Xerces Blue基因组揭示了它的灭绝故事

研究结果表明,薛塞斯蓝蝴蝶在数万年的时间里经历了种群数量的大幅下降,这可能是由于气候变化造成的,但银蓝蝴蝶并未受到影响。然而,人类对其栖息地的破坏引发了其最终的灭绝。

这是该研究在发现其基因组中具有小群体特有的特征后得出的结论,这些特征包括低遗传多样性、没有遗传变异的长染色体片段以及高频率的有害等位基因,这些特征损害了个体的生存能力,使其我们现在称之为脆弱物种。

基因组线索可以拯救其他濒临灭绝的昆虫

Xerces 蓝蝴蝶是全球昆虫灭绝的象征。现在,它的基因组可以帮助防止其他濒危昆虫的灭绝,这些昆虫的种群数量急剧下降并不是立即显而易见的。

“检测濒临灭绝的哺乳动物物种更容易,因为在许多情况下可以对个体进行计数”,共同领导该研究的 IBE 研究员 (CSIC-UPF) 罗杰·维拉 (Roger Vila) 解释道。“然而,有许多濒临灭绝的昆虫的地位未被注意到,因为对它们的数量进行普查极其困难,在我们看来,它们的数量通常非常丰富。尽管如此,它们对气候变化和人类活动非常敏感,例如,出于这个原因,我们相信,表明 Xerces 蝴蝶数量下降的基因组特征可以作为一个告,并帮助我们在未来的研究中发现脆弱的昆虫。”

了解整个基因组是走向灭绝的第一步

昆虫,特别是传粉媒介的消失,是一个非常严重的全球生态问题。因此,利用基于 CRISPR 的基因工程技术来消除 Xerces 蓝蝴蝶等物种的灭绝,引起了科学界的极大兴趣。

“Xerces蓝蝴蝶是反灭绝的绝佳候选者,因为它是一种最近消失的昆虫,因此其重新出现对生态的影响减少,并且不存在因出现时间有限而导致害虫或过度繁殖的风险IBE (CSIC-UPF) 研究员兼该中心主任 Carles Lalueza-Fox 表示,“我们希望了解其完整基因组可能有助于未来的反灭绝行动”。巴塞罗那自然科学博物馆是这项研究的共同领导者。

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