本文來源于海潮天下(Marine Biodiversity)
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▲上圖:亞洲野驢土庫曼亞種。攝影:Alexxx1979(攝于俄羅斯頓河畔羅斯托夫動物園)(CC BY-SA 3.0)
本文約2300字,閱讀約6分鐘
文 | 王芊佳
出品 | 海潮天下
在野生動物保護領(lǐng)域,遺傳多樣性的維持通常依賴于人工育種、或個體遷徙等直接干預(yù)手段,但以色列本-古里安大學近期的一項研究證明,調(diào)整棲息地關(guān)鍵資源的地理分布,可以在不干擾物種自然行為的前提下實現(xiàn)基因優(yōu)化。該項研究以以色列內(nèi)蓋夫沙漠的亞洲野驢為觀測對象,揭示了資源配置如何通過改變交配結(jié)構(gòu)來影響種群的遺傳韌性,相關(guān)成果已于2026年4月初發(fā)表在了《生態(tài)應(yīng)用》期刊上。
亞洲野驢(學名:Equus hemionus, 英文名:onager)是一種原產(chǎn)于亞洲的大型馬科哺乳動物,在分類上介于馬和驢之間,因此在英文中常被稱為“半驢”(half-ass)。它們曾廣泛分布于從地中海到中國蒙古的廣大荒漠和干旱草原,但目前棲息地已萎縮至原先的3%以下。
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▲上圖:亞洲野驢通常以小規(guī)模群體活動,對干旱環(huán)境具有極強的適應(yīng)力。上圖是在半荒野環(huán)境中生活的六頭土庫曼野驢。攝影:Michael Oppermann(CC BY-SA 3.0)
亞洲野驢的社會組織中,遵循資源防御型一夫多妻制,這意味著,雄性個體的繁殖成功率高度依賴于其對稀缺資源的掌控。在干旱的沙漠環(huán)境中,水源是決定雌性活動范圍的核心要素,強壯的雄性通常會在水池周圍建立、并守衛(wèi)領(lǐng)地,從而獲得與多只雌性交配的排他性權(quán)利。當區(qū)域內(nèi)水源分布過于集中時,少數(shù)優(yōu)勢雄性就會壟斷絕大部分繁殖機會,這在宏觀上,就限制了種群的基因貢獻者數(shù)量、導(dǎo)致了有效種群規(guī)模縮減。
由Shirli Bar-David博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊,借助改變實驗區(qū)域的水源供給數(shù)量,觀察到了種群社會結(jié)構(gòu)的迅速重塑。
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▲上圖:適應(yīng)性管理框架圖示。這個內(nèi)圈是由艾倫等人(Allen et al., 2011)提出的通用基礎(chǔ)模型;外圈則詳細說明了該模型在亞洲野驢案例中的具體應(yīng)用。該框架重點監(jiān)測內(nèi)蓋夫高地(NH)野驢種群的關(guān)鍵遺傳指標,包括近交有效種群規(guī)模(Nef)和變異有效種群規(guī)模(Nev)。基于這種循環(huán)遞進的管理模式,可以根據(jù)遺傳多樣性的實時反饋,動態(tài)調(diào)整棲息地資源配置,從而實現(xiàn)保護目標。論文出處:論文出處:Kan‐Lingwood, Noa Yaffa, et al.(2026)
他們的實驗數(shù)據(jù)顯示,當該區(qū)域的可用水源點從1個增加到3個后,成功建立領(lǐng)地、并參與繁殖的雄性比例從原先的16%~18%顯著上升到了42%~48%。新增的繁殖個體主要集中在新建水源地周圍。這一現(xiàn)象表明,物理資源密度的降低,直接降低了雄性間的競爭門檻、讓更多個體獲得了基因遺傳的機會。
這種行為層面的改變,可以直接轉(zhuǎn)化為遺傳學上的增益。
該研究測算了變異有效種群規(guī)模發(fā)現(xiàn),該指標從34.9提升到了38.4,意味著種群的遺傳代表性得到了實質(zhì)性改善。這種非入侵式的管理方法,避免了捕捉、或轉(zhuǎn)運個體帶來的應(yīng)激風險,為應(yīng)對氣候變化背景下的物種衰退提供了新的策略參考。
研究人員指出,該原理同樣適用于其他依賴特定資源、且具有類似社會結(jié)構(gòu)的受威脅物種,可以借助精細化管理資源分布手段,在較低的人為干擾下維護野生種群的長期生存潛力。
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▲上圖:生活在以色列內(nèi)蓋夫高地(Negev Mountains)洛茨峽谷(Wadi Lotz)野外的一群亞洲野驢(學名:Equus hemionus)。攝影:Alexxx1979(CC BY-SA 3.0)
研究方法
該研究團隊以以色列內(nèi)蓋夫沙漠的亞洲野驢種群為對象,針對該物種“資源防御型一夫多妻制”的交配特性,于2020年5月實施了一項干預(yù)實驗:將區(qū)域內(nèi)原本集中的單一水源關(guān)閉,轉(zhuǎn)而在不同地點增設(shè)了3個新的人工水源。這種方法巧妙地利用了雄性野驢守衛(wèi)水源領(lǐng)地的本能,在物理空間來了個“去中心化”,試圖打破少數(shù)強勢雄性對繁殖機會的壟斷,為更多“單身雄性”創(chuàng)造了建立領(lǐng)地、并參與繁殖的可能性。
為了精準監(jiān)測干預(yù)措施的成效,研究團隊采用了非入侵式的遺傳采樣與野外直接觀測相結(jié)合的方法。在兩個連續(xù)的繁殖季節(jié)中,團隊系統(tǒng)采集了864份新鮮糞便樣本,涵蓋了成年雄性、雌性以及當年出生的幼崽,并記錄了樣本的精確空間坐標。基于對糞便DNA中535個單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點進行基因分型,就能準確識別個體身份、并建立親子關(guān)系譜系。這種高精度的分子生物學手段,可以確認哪些雄性成功產(chǎn)生了后代,還能追蹤它們在水源分布改變前后的空間活動軌跡,從而將宏觀的行為響應(yīng)+微觀的遺傳貢獻直接關(guān)聯(lián)起來。
在數(shù)據(jù)分析階段,研究采用了親子鑒定分析(Parentage Analysis)和變異有效種群規(guī)模(Nev)估算來量化遺傳增益。然后他們用Cervus和COLONY等專業(yè)軟件構(gòu)建家族譜系,對比了水源管理前后成功繁殖的雄性比例、及其空間分布差異。此外,為了排除樣本量差異對結(jié)果的干擾,研究人員還利用重采樣模擬技術(shù)對不同年份的有效種群規(guī)模進行了標準化比較項。這種從“資源分布--社會行為--遺傳結(jié)構(gòu)”入手的一體化分析模式,為評估短期管理干預(yù)如何轉(zhuǎn)化為長期進化韌性提供了科學證據(jù)。
【參考資料】
感興趣的海潮天下(Marine Biodiversity)讀者可以參看該研究的全文:
Kan-Lingwood, Noa Yaffa, LiranSagi, Alan R.Templeton, NaamaShahar, ArielAltman, NuritGordon, Daniel I.Rubenstein, AmosBouskila, and ShirliBar-David. 2026. “Resource Management as a Conservation Tool to Impact Genetic Diversity through Mating Patterns in Wild Populations.” Ecological Applications36(3): e70226. https://doi.org/10.1002/eap.70226
https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eap.70226
https://www.eurekalert.org/news-releases/1125070
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信息源 | Kan‐Lingwood, Noa Yaffa, et al.(2026)
文 | 王芊佳
排版 | 盧曉雨
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