Science:象牙狩猎推动无牙大象的进化

时间:2021年10月23日
来源:Science

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在莫桑比克,有选择地偷猎有獠牙的大象导致出生时没有獠牙的雌性大象数量增加。《科学》,2021年10月21日“象牙偷猎和非洲大象无象牙的快速进化”

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在象牙偷猎盛行的地区,有獠牙非洲象被密集猎杀,没有象牙的大象相比具有生存优势。在莫桑比克,一项关于大象特征和基因的研究发现,战前,大约18.5%的雌性大象天生没有象牙——这一特征使它们不受偷猎者的欢迎。在战后出生的91头母象中,这一比例上升到了33%。雌性大象已经开始向无象牙状态进化。该研究结果发表在10月21日的《科学》杂志上,可能对该国大象数量的恢复产生影响。

从20世纪70年代末到90年代初,象牙贸易被用来资助莫桑比克的内战。偷猎导致戈龙戈萨国家公园的大象数量减少了90%以上,从2500多头减少到本世纪初的200多头左右。新泽西州普林斯顿大学的进化生物学家Shane Campbell-Staton和他的同事所做的数学建模证实了这种转变是狩猎压力的结果:有选择性地捕杀有象牙的大象导致了更多无象牙的后代的诞生。

快速进化

以前,狩猎被认为是造成动物迅速变化的原因。例如,在过去20年的战利品狩猎中,加拿大阿尔伯塔省的大角羊(Ovis canadensis)的角的大小下降了20%。捕鱼被认为缩小了一些鱼类的体型。但事实上,很难确定这些种群的基因发生了什么变化,也很难将狩猎带来的进化压力与气候变化等其他环境因素相比较。“很难找到这些基因,”加拿大维多利亚大学的环境保护科学家Chris Darimont说。如果狩猎确实会导致一小部分动物的基因发生重大变化,那么恢复原始特征就会非常困难。

Campbell-Staton和他的同事们注意到,只有母象才没有象牙。这种情况以及该性状的遗传模式表明,它是由X染色体上的突变引起的,这种突变对男性来说是致命的,而对女性来说则是显性的——只需要一个突变的副本就可以引起这种突变。研究人员搜索了大象的基因组,在X染色体上寻找有象牙和没有象牙的大象之间的差异区域,并显示出最近受到选择压力的迹象。他们确定了两个可能的候选基因:AMELX和MEP1a。在人类中,这些基因与门牙(相当于人类的象牙)的生长有关。这项研究提供了强有力的证据,证明狩猎导致了这种变化。“他们有非常引人注目的基因组数据,这给我们敲响了警钟,让我们认识到人类是这个星球上占主导地位的进化力量。”

对于大象来说,选择没有象牙的母象可能会产生其他的连锁反应。通过观察大象粪便中的DNA,研究人员了解到有象牙和无象牙的动物吃不同的植物。“因为大象是关键物种,它们饮食的变化可以改变整个景观,”该研究的合著者、普林斯顿的生物学家Robert Pringle指出。由于这种无象牙的特征对雄性后代来说是致命的,所以很可能会有更少的大象出生,这可能会减缓大象数量的恢复,尽管现在公园里已经停止了偷猎。“在战争中,没有象牙可能是有利的,但这是有代价的。”

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