無牙|偷獵象牙助推無牙大象進化


無牙|偷獵象牙助推無牙大象進化
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無牙大象在象牙偷獵盛行的地區具有優勢 。圖片來源:Peter Chadwick/Getty
在非洲莫桑比克1977~1992年的內戰期間,人們販賣象牙補充軍費,其間,約90%的大象因此被獵殺 。一場人類的戰爭卻給大象帶來了嚴重的影響 。此后,象牙偷獵也屢見不鮮 。
10月22日,一項在線發表于《科學》的研究指出,這種極端捕獵行為讓那里的主要大象種群產生了極大改變——象群更傾向于生下沒有象牙的雌象 。
但是,這種適應是有代價的,相關基因突變會導致雄性大象在出生前死亡,但是這種新特征可能有助于拯救該種群 。
當人類捕獵時,通常會瞄準具有特定特征的個體,如大魚或長角的綿羊,這會促使獵物進化 。但很少有人弄清楚這一人為引起的進化背后的基因表現 。
美國普林斯頓大學進化生物學家Shane Campbell-Staton對莫桑比克戈龍戈薩國家公園的大象很好奇,在那里,雌性無牙大象(非洲象體形較大,且雄象和雌象都長有象牙)非常常見 。
首先,Campbell-Staton要確定莫桑比克無牙大象的比例是否確實發生了變化 。他和同事分析了內戰前拍攝的該國家公園內大象的視頻 。當時,約18%的雌象天生沒有象牙 。但根據非營利保護組織ElephantVoices數十年的觀察,內戰后出生的這一代大象中,天生無牙的雌象比例上升至33% 。
這種轉變也許是由于種群數量瓶頸期的隨機或近親繁殖造成的,但研究小組用計算機模擬有牙和無牙雌象在戰爭中幸存可能性的研究表明,無牙雌象比例的增加更可能是由選擇造成的 。
接下來,研究人員想弄清無牙雌象誕生背后的遺傳機制 。因為象群中沒有無牙雄性,所以研究人員懷疑這種特征可能是由X染色體上的基因突變引起的,包括一個顯性的無牙基因和一個隱性的只對雄性致命的基因 。
ElephantVoices數據庫中的象牙繼承模式支持了上述假設 。例如,如果一頭無牙雌象攜帶有一個來自母親的顯性無牙基因,那么其子代中有牙和無牙的雌性小象的數量是相同的 。此外,其子代中雌象數量是雄象的兩倍 。之所以會產生這樣的性別比例,可能是由一個隱性基因造成的——當子代雄象繼承該基因后便會死亡 。
為了找到上述基因,研究小組從戈龍戈薩國家公園的18頭雌象身上采集了血液,并進行了基因測序,發現有兩個基因很突出——MEP1a和AMELX(它們在其他哺乳動物的牙齒發育中很活躍) 。兩者在7頭有牙大象中表達,但在11頭無牙大象中產生了突變 。
在人類中,AMELX的突變與男性出生前死亡有關;在雌性動物身上,這種類型的突變則會阻礙上門牙生長,而上門牙正是大象的長牙 。
目前,研究人員尚不清楚為什么位于X染色體上的突變型AMELX對雄性來說是致命的 。
總之,研究結果表明,偷獵者通過捕殺大象獲取象牙的行為,對變異的AMELX和MEP1a產生了選擇,使得這兩種基因在象群中傳播,最終導致無牙大象變得更加常見 。
如今,戈龍戈薩國家公園的偷獵現象已經不再出現,大象種群數量正在恢復 。但要想使長牙雌象數量恢復成從前那樣,可能需要很長時間 。
【無牙|偷獵象牙助推無牙大象進化】“這是人類印記造成的陰影,需要幾代人才能抹去 ?!毖芯空撐淖髡咧?、普林斯頓大學生態學家Robert Pringle總結道 。(徐銳)

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