象牙偷猎仅导致雌性大象进化

经过:乔安娜·汤普森|

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在莫桑比克的Gorongosa国家公园,Elephant Matriarch Ijunia用两只小腿收取一辆车,紧随其后。大象杂志

凭借长长的后备箱,扇形耳朵和突出的象牙,,,,大象是地球上最具标志性的动物之一。但是对于某些大象种群,那些签名的象牙变得越来越稀缺。

在一个新研究于2021年10月21日发表,在《科学杂志》中,研究人员能够分析动作中大象进化的前所未有的例子。在短短15年的时间里,没有象牙的大象数量Gorongosa国家公园在莫桑比克,翻了一番。这是不寻常的,因为象牙通常对大象有利:大型动物将象牙用于一切防御从树上剥离树皮。陌生人仍然,几乎所有出生的无毒大象都是女性。

“这是象牙无知的奥秘之一。”布莱恩·阿诺德(Brian Arnold),普林斯顿大学的生物医学数据科学家,也是该研究的共同领导作者:“为什么它在女性中很大程度上存在?”

答案,根据研究,可能在于罕见的基因遗传模式与绝对不自然的形式相结合自然选择

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选择性压力和内战

当英国生物学家赫伯特·斯宾塞他创造了“优胜党的生存”一词,他不是在谈论哪种动物会在俯卧撑比赛中获胜(尽管很明显,这是西方栅栏蜥蜴)。在达尔文进化中,”健康“是指适合在给定环境中生存和繁荣的生物体特定特征的非常适合。这意味着健身可能会发生变化,具体取决于各种环境因素。

从干旱到空气质量再到叶子颜色的一切都会影响有机体的健身 - 这就是称为选择性压力,这是进化。就戈隆戈萨大象而言,选择性压力以战争形式出现。

在1977年至1992年之间,莫桑比克被锁定在残酷内战。冲突夺走了生命在60万至100万之间平民在短短15年内。人类并不是唯一的伤亡;环境损失也很高。

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莫桑比克内战期间大象象牙的大量偷猎是一种选择性的压力,导致雌性大象迅速发展。
Suresh Karadia/S.Times

2018年自然发表的研究在此期间,确定高龙果国家公园(Gorongosa National Park)多达90%的大型哺乳动物 - 1,500平方英里(3,885平方公里)的保护区(3,885平方公里)保存在此期间。特别是大象偷猎者最喜欢的目标,谁可以出售象牙象牙以巨额资金,并利用利润购买更多弹药。

据阿诺德(Arnold)称,在这段时间里,带有象牙的大象被杀死的可能性是没有象牙的大象的近五倍。阿诺德说,尽管在正常情况下,象牙是一个巨大的优势,但“在某些条件下,象牙是一种责任。”“在莫桑比克内战期间,他们尤其是一种责任。”

幸运的是,自1994年以来,Gorongosa的大象人口一直是强劲康复,无牙的实例正在下降。

强烈的偷猎解释了为什么Tuskless突然成为一个优势。但这仍然留下了另一个谜:所有无牙的雄性大象在哪里?

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Gorongosa的I家族中有一半以上的女性(在这里看到)是无象牙或只有一个象牙。
大象杂志

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杀手X连锁基因

回想新生生物学。你可能记得做Punnett正方形解决实际的日常问题,例如有绿色或黄色豆荚的豌豆植物的几率。这是主导与隐性继承的经典例子,也称为孟德尔的继承。如果存在,则特征的“主导”版本总是在“隐性”版本上表达出来 - 这就是为什么绿豌豆超过三比一的黄色豌豆的原因。

您可能还记得新生生物学,至少在哺乳动物中两个染色体((经常)确定性别:X和Y染色体。一对XS表示女性,而X和A Y等于男性。当特征位于X染色体上时,据说是一个X连锁基因

就戈隆戈萨的大象而言,研究人员注意到了一种奇特的遗产模式。无象牙的特征在女性大象中出现,看起来像是简单的X连锁主导模式。但是无牙的男性基本上不存在。

阿诺德说:“这表明这种特征在很大程度上受到了一种简单的继承模式的控制,涉及X连锁的占主导地位的男性致命突变。”换句话说,继承无象牙特质会杀死子宫中的雄性大象。X连锁的主要男性致命突变在本质上很少见,主要是因为如果它们变得广泛,它们可能导致人口下降。但是,一些示例包括短面突变在老鼠和RETT综合征在人类中。

阿诺德和他的共同研究者回答了如何为什么无象牙,但他们还没有完成。回答这个问题在哪里,他们需要深入研究大象的遗传密码。

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Matrich Ijunia(左)与她的年轻象牙儿子和成年的无象象牙女儿伊莎贝拉站在一起。
大象杂志

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定位无象牙基因

很难从野生大象那里获得血液样本。对于研究人员来说,幸运的是,他们并不是唯一研究Gorongosa大象种群的科学家。普林斯顿州的另一组生态学家正在进行跟踪研究,在将直升机从直升机中静止后,将大象与GPS项圈合适。“我们好心地问他们:'当你镇定大象时,你能瞄准女性吗?'”阿诺德说,“他们说,'当然。'”

该团队配备了来自许多象牙和无象牙雌性大象的血液样本,开始对基因组进行测序。他们发现几个基因表明人口中有强烈的选择压力。但是,当他们将其归入X染色体时,他们只找到了两个。Arnold说:“其中之一是一种众所周知,该基因参与哺乳动物的牙齿发育。”

阿诺德说,虽然这本身并不是明确的证据表明它是对象牙无关的,但它是“诱人”候选人。最终,需要进一步研究以充分阐明这个pachyderm拼图。研究人员认为,这种工作可能正在范围内。

阿诺德说:“我们希望这项研究能够开始就这种无牙的奥秘开始对话。”

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