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GENETIC RESCUE

遗传拯救

斯图尔特·布兰德(STEWART BRAND)

《全球概览》( The Whole Earth Catalog )创始人;虚拟社区“全球电子链接”(Whole Earth' Lectronic Link,简称The Well)创始人之一;今日永存基金会(The Long Now Foundation)创始人之一;著有《地球的法则》( Whole Earth Discipline

当野生动物数量减少到遗传多样性丧失的程度时,野生动物受到的威胁最大。它们不断缩小的基因库会加速形成所谓的“灭绝漩涡”(extinction vortex)。随着基因变异(等位基因)的减少,适应和进化的能力将会下降。随着近亲繁殖的增加,有害基因不断积累,健康程度骤然下降。这些生物的后代通常较少,而且其中很多在身体或行为方面都有缺陷,易感染疾病,越来越不能茁壮成长。大多数人都认为这种情况是命中注定的,但事实并非如此。

遗传拯救可以恢复遗传多样性。随着越来越多的证据表明遗传拯救的有效性,自然保护生物学家对使用它越来越感兴趣。一项针对156例遗传拯救病例的研究表明,93%的案例取得了显著的成功。最著名的案例是几乎灭绝的佛罗里达美洲狮的戏剧性转变。20世纪90年代中期,佛罗里达美洲狮只剩下26只,而且它们的状况很糟糕。在绝望中,自然保护者们带来了8只雌性得克萨斯美洲狮,它们与佛罗里达美洲狮有亲缘关系。其中5只雌性得克萨斯美洲狮繁育了后代。异种交配的结果是,幼崽的数量迅速上升,在接下来的12年里,共繁育了424只美洲狮幼崽。之前的种群数量以每年5%的速度下降,现在却反过来以每年4%的速度增长。近亲繁殖的迹象消失了,健康状况好转的迹象增加了。科学家们注意到,这种基因丰富的美洲狮正变得越来越难以捕获。

通常,基因多样性可以通过简单的方式来恢复,比如将孤立的种群与野生动物廊道或更大的保护区连接起来,但新的技术能力正在拓宽遗传拯救的方式。先进的生殖技术提供了另一种途径来引入基因上完全不同的亲本,比如人工授精为猎豹、熊猫、大象、美洲鹤和黑足鼬带来了基因更新。随着基因组测序和分析成本的降低,我们现在可以在基因水平上检查遗传拯救的每个阶段,而不必等待外部性状的改善。这已经在落基山大角羊身上实现了。

还有一个正在考虑的策略是“促进适应”(facilitated adaptation)。某一物种的不同种群面临着不同的局部挑战。例如,当一个特定的种群不能足够快地适应气候变化时,从已经适应的种群中引入等位基因可能也是一个不错的选择。随着如CRISPR基因编辑技术等的出现,基因编辑变得非常高效,所需的基因可以直接引入基因库中。如果有必要,所需的基因甚至可能来自完全不同的物种。在20世纪早期,真菌疫病杀死了40亿株美国栗子树,并导致了该物种的功能性灭绝,正是基因技术挽救了美国栗子树。科学家向栗子树中添加了从小麦中提取的两种抗真菌的基因,于是这些树具备了抗疫病的能力。它们现在正逐渐恢复在美国东部大森林中的关键角色。

遗传变异还有储备功能有待进一步开发。在世界各地的博物馆里有大量的物种标本,在野生或人工养殖计划中,这些物种的遗传多样性已经非常低。这些博物馆的标本里保存下来的(虽然是支离破碎的)DNA中充满了已经灭绝的等位基因。远古DNA的测序和分析正变得越来越精确,因此所需的等位基因可以被识别、复制并重新引入当前种群的基因库中,恢复其原有的遗传多样性。那些消逝已久的生命可以帮助拯救有需要的生命。 NrTK+k6ffV5QImGyUjOQT6hQuUtkw5rPw5RdX1Cd3/avRQd5btIodtTRAUgV8igA

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