島の動物:遺伝的健康と人間の影響
研究は人間の脅威の下での島の種の遺伝的多様性と生息地の質を調べてるんだ。
― 0 分で読む
目次
時間が経つにつれて、島の大きな動物たちは本土の動物たちよりも高い割合で絶滅してきたんだ。これは、島の個体数が少なかったり、環境に適応するのが難しかったりするからだろうね。最近では、森林伐採や鉱採掘、狩猟などの人間の活動が、これらの絶滅リスクをさらに悪化させているんだ。
島への人間の影響は結構バラつくよ。ユニークな種で知られるワラセア地域では、大きなスラウェシ島が近くの小さな島よりも資源の搾取が激しいんだ。だから、小さな島の個体群は長い期間で絶滅する可能性は高いかもしれないけど、人間の干渉が少ないから保全活動には向いてるんだ。
個体群構造と生息地の適性
ワラセア地域に生息する2つの絶滅危惧種、アノアとバビルーサは、約200万年前から存在してるよ。彼らは小さなトゲアン島から大きなスラウェシ島まで、色々な大きさの島に生息していて、人間の活動のレベルもバラバラなんだ。彼らの長い歴史は、長期間の孤立と最近の人間の干渉が、島の大型種の遺伝的変化にどう影響するかを研究するのにぴったりなんだ。
アノアとバビルーサの遺伝子構成にこれらの要因がどう影響したか調べるために、科学者たちはさまざまな場所からゲノムデータを集めて、生息地の条件を調べたんだ。結果、小さな島の個体群は質の高い生息地で長い間生き延びてきた一方で、大きな島の個体群は人間の活動によって生息地の質が低下していることがわかった。
研究者たちはアノアとバビルーサのゲノムを既存の参照ゲノムと比較して、両種の明確なグループや系統を特定したんだ。これらのグループはスラウェシ島やその近隣の島々の地理に合っていて、以前の研究とも一致してた。この遺伝的構造がさらなる分析の基礎になったんだ。
遺伝的多様性と近親交配
研究によると、小さな島の個体群は本土のものよりも遺伝的多様性が少ないことがわかったよ。例えば、小さな島のアノアとバビルーサは、スラウェシ島のものに比べてずっと遺伝的多様性が低かったんだ。また、大きな島の中のいくつかの地域では、最近の個体数の減少のために遺伝的多様性が著しく減少していることもわかった。
個体数の減少の兆候を調べるために、研究者たちはゲノムの中の近親交配のパターンを見た。小さなブトン島のアノアは、本土のものよりも近親交配の兆候が多かったよ。バビルーサの中でも特定の地域で近親交配が高いレベルで見られたんだ。
遺伝的多様性の減少が最近の生息地の喪失と関係しているかを確かめるために、科学者たちは環境データに基づいたモデルを作ったよ。そのモデルによると、トゲアンやブトンのような小さな島は、本土の大きな島に比べてずっと適した生活条件を提供していることがわかったんだ。また、適した生息地はしばしばしっかり保護されていて、大きな島は伐採や密猟のせいで生息地の劣化が進んでいる証拠があるんだ。
遺伝的負荷と有害変異の影響
研究によると、歴史的に孤立していた個体群は、有害な遺伝的変異を時間をかけて排除する能力が強いんだ。アノアとバビルーサの小さな島の個体群がこの点でどうなっているかを評価するために、研究者たちは遺伝的負荷を計算したよ。これは、彼らのゲノムの中の有害な変異の負担を示すんだ。
結果、小さな島の個体群は本土の大きな個体群よりも遺伝的負荷が低いことがわかった。つまり、全体の適応度に影響を与える有害な変異が少ないってことだ。ただし、小さな個体群は全体的に有害な変異が少ないけど、彼らの持っている変異は遺伝的多様性が低いため、より有害な状態にある可能性が高いんだ。
これは、全体の有害な変異の負担が小さな個体群では低いとはいえ、その影響が強く出るかもしれないことを示唆してる。つまり、小さな島の個体群は有害な変異の影響にさらされやすいかもしれないんだ。
有害アレルの効率的な排除
有害な遺伝的変異の存在は、これらの島の個体群がそれをどれだけ効果的に排除できるかという疑問を投げかけるよ。研究は、小さな個体群が有害な変異を修正する率が高く、大きな個体群に比べて低頻度の変異が少ないことを示したんだ。大きな個体群では、有害な変異は自然選択から隠れて低頻度のままで残りやすいんだ。
研究はまた、小さな島の個体群の遺伝的構成が有害アレルに対する選択の影響を強く受けていることを明らかにしたんだ。これは、時間が経つにつれて、これらの島のグループが最も有害な変異の頻度を減少させることに成功していることを示す、長期的な生存にとって良い兆候なんだ。
分析によると、小さな島の個体群は、たとえ遺伝的多様性が低くても、有害な変異を効果的に排除するのに十分に安定していることがわかったよ。彼らはしばしば人間の影響からよく保護された高品質の生息地に住んでいて、小さな島が彼らにとって安定した避難所を提供している可能性があるんだ。
対照的に、大きな島の個体群は生息地の劣化が著しく、個体数の減少の兆候が見られるんだ。人間の活動の影響がこれらの個体群に及ぶと、絶滅リスクが高まるかもしれない。これは、昔からの小さな島の個体群は常により脆弱だという考えに反するんだ。
保全の意味
この研究の結果は、本土の個体群から小さな島に個体を移すことで、その数や多様性を増加させることができるかもしれないことを示唆しているよ。ただし、本土の個体群は有害な変異を多く持っているから、小さな島の個体群の適応度に悪影響を及ぼす可能性があるんだ。だから、保全活動の最良のアプローチは、小さな島の生息地を保護することに焦点を当てることかもしれない。
全体として、この研究は遺伝情報と生息地モデルを組み合わせて、これらの種に対する将来の脅威を予測し、島の環境での保全計画を改善する重要性を強調しているんだ。これらの個体群の遺伝的健康を理解することで、進行中の人間の圧力に直面しても彼らの生存を確保するためのより良い決定ができるようになるんだ。
タイトル: The importance of small island populations for the long term survival of endangered large-bodied insular mammals
概要: Small island populations, particularly those of large vertebrates, are vulnerable to extinction due to environmental stochasticity and genetic drift. Here, we combined analyses of 113 newly generated [~]10x genomes of anoa (Bubalus spp.) and babirusa (Babyrousa spp.) with habitat suitability models to assess the evolutionary trajectories of small and large island populations within the Wallacea archipelago in Indonesia. Our analyses show that, compared to closely related species, populations on the largest island of Sulawesi exhibit low levels of heterozygosity, high levels of inbreeding, and a high proportion of deleterious alleles. In contrast, although populations on smaller islands such as Buton and Togean exhibit lower heterozygosity and higher inbreeding than in larger islands, they also possess fewer deleterious mutations. Analyses of site frequency spectra analyses indicate this likely the result of stronger, long-term purging acting in population from smaller islands. Combined with species distribution models, our results show that populations on small islands have persisted over a long time frame in high quality habitat while populations in the larger island have recently suffered from low habitat quality as a result of heavy exploitation of natural resources. In the case of anoa and babirusa, preservation of small island populations should focus more on improving habitat quality in small islands and avoid translocating individuals from the larger island. In the face of ongoing land-use change on the Sulawesi mainland, we suggest that offshore islands are increasingly crucial for the long-term survival of Wallaceas iconic and indigenous mammals.
著者: Sabhrina Gita Aninta, R. Drinkwater, A. Carmagnini, N. J. Deere, D. S. Priyono, N. Andayani, N. L. Winarni, J. Supriatna, M. Fumagalli, G. Larson, P. Galbusera, A. Macdonald, D. Greer, K. Mohamad, W. E. Prasetyaningtyas, A. H. Mustari, J. Williams, R. Barnett, D. Shaw, G. Semiadi, J. Burton, D. Seaman, M. Voigt, M. Struebig, S. Brace, S. Rossiter, L. Frantz
最終更新: 2024-05-27 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.23.595221
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.23.595221.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。