麝牛如何在边缘生存的基因组秘密

在上一个冰河时代末期，许多标志性物种灭绝了，包括草原野牛、长毛犀牛、爱尔兰麋鹿和恐狼。然而，有一种冰河时期的遗留物，完全适应了苔原环境的恶劣气候，存活至今。麝牛逃脱了冰河时代同类的命运，似乎在今天的世界上茁壮成长。

在发表在《分子生态学》上的一项新研究中，科学家们调查了麝香是如何在地理、生态和基因上掌握边缘生活的。

麝牛生活在世界的北部边缘，目前在加拿大和格陵兰岛可以找到当地的种群。为了探索麝牛来到这里的漫长进化史，在哥本哈根大学(University of Copenhagen)和丹麦哥本哈根动物园(Copenhagen Zoo)做博士后的Patrícia pe 神经诺夫 博士(Dr. penerov )领导的一个团队分析了100多头麝牛的全基因组。

通过在高北极地区具有挑战性的实地考察，以及与当地社区和组织的合作，该团队从加拿大和格陵兰岛最偏远的地方获得了样本，甚至从西伯利亚弗兰格尔岛获得了一个古老的麝鼠样本，该样本可以追溯到21000年前。

“尽管我们正在研究丰富的基因组数据，但重建麝牛的过去是一项艰巨的任务，因为北极的生活很复杂。我们从分析中得到的很多信号似乎都是相互矛盾的，”该研究的第一作者pedenerov 说。

“有时候，尽管我们喜欢将数据融入简单的故事中，但我们必须承认，历史太复杂了，无法用我们现有的数据来描述。不过，这不应该让人感到意外。我们已经从对北极其他物种的研究中了解到，它们经历了复杂的历史，包括退缩到避难所，甚至局部灭绝，以及人口扩张和重新定居，”她补充说。

从结果中可以清楚地看出，在过去的2万年里，麝香失去了很大一部分遗传多样性。

“通过使用古代西伯利亚基因组，我们能够将现代麝香的低多样性置于其进化史的背景下，”古遗传学中心的埃德娜·洛德解释说，她领导了对古代麝香的分析。

即使是现今最多样化的麝牛，其多样性也只有两万年前西伯利亚麝牛的三分之一。在东格陵兰岛，麝香在漫长的殖民旅程中最后到达的地方，遗传多样性水平非常低，10万个碱基对中只有两个可变位置。

这使得麝香成为最不多样化的有蹄类动物，并将其置于顶级掠食者通常结束的范围内。如果只考虑生活在加拿大群岛和格陵兰岛的白面麝牛亚种，那么只有一种哺乳动物的多样性较低，那就是海峡岛狐狸的一个特定亚种。

奇怪的是，虽然大多数具有相似遗传多样性水平的动物都是标志性的濒危物种，如猎豹、雪豹或白犀牛，它们在全球范围内的数量有数千只，但麝牛是一个地理上广泛分布的物种，大约有17万只。

在没有基因多样性的情况下，麝牛是如何茁壮成长的?

通过重建种群规模随时间的变化，研究人员观察到，麝牛在大约3万年前就开始减少了，这一时期与覆盖加拿大和格陵兰岛的冰原的最大范围相吻合。这种缓慢而持续的衰退可能为麝鼠基因库中最有害的变异清除提供了足够的时间。

pedenerov 解释说:“麝牛的外表、行为和功能——它非常适应这个星球上最恶劣的环境。现在我们看到，即使从基因上讲，他们也能抽到中奖的彩票。几乎令人惊讶的是，它们存活到现在，但它们的进化史揭示了它们的进化方式，事情对它们来说是自然而然的。”

然而，麝牛是否能保持这种状态还有待观察。众所周知，随着气候变暖，北极物种面临着新的挑战。对于麝香来说，温和潮湿的冬天是一个主要的风险，因为它们无法通过雪的外壳找到食物。此外，由于病原体和寄生虫正在进一步向北传播，已经有证据表明最近发生了疾病暴发。由于它们只剩下很少的基因多样性，麝牛并没有很好地适应这些新的挑战。

这项研究是一项国际合作，由哥本哈根大学的研究人员领导的31位共同作者参与了这项研究。