主要研究发现
盐沼麻雀种群遗传多样性受地理距离的影响, 环境因素与景观特征, 强调保护包括内陆在内的各种沼泽类型的重要性, 沿海和城市-跨越物种的范围,以保护其遗传和生态多样性. 这项研究还提出了对盐沼麻雀种群恢复能力的考虑, 强调长期保护工作的必要性.
影响盐沼麻雀遗传多样性的因素
盐沼麻雀(Ammospiza caudacuta生活在美国东北大西洋沿岸, 特别是在潮汐盐沼, 从缅因州到弗吉尼亚州. 它们是为数不多的能适应恶劣的沿海盐沼环境的脊椎动物之一. 雌性盐沼麻雀会在较高的沼泽地区筑巢,以保护它们的巢穴在涨潮时不被洪水淹没. 阅读更多
由于栖息地的退化、丧失和破碎化,盐沼麻雀是一个正在衰落的物种. 它们特别容易受到气候变化的影响, 随着海平面的上升,它们的巢穴被洪水淹没的几率也在增加. 在过去的十年里,盐沼麻雀的数量每年减少9% 人类活动,如开发、沼泽改造和海平面上升. 结果是, 到2060年,该物种有灭绝的危险,目前被世界自然保护联盟列为全球濒危物种红色名录,并正在评估是否可能被列入美国《永利app新版本官网地址》.S. 濒危物种法.
关键术语
基因分歧: 展开定义
随着时间的推移, 种群和物种积累的遗传差异使它们彼此不同. 这些差异可能是由于基因突变造成的, 自然选择, 等位基因的随机变化, 种群间繁殖有限. 因此,种群可能会彼此隔离,并可能失去遗传多样性. 在进化的过程中, 它们可能发展出独特的性状和基因组成, 可能导致新物种的形成或在一个物种中形成单独的群体.
遗传多样性): 展开定义
指一个种群或物种中等位基因的多样性和变异性, 影响它们对环境变化和威胁的适应能力和反应能力.
种间杂交: 展开定义
杂交两种不同物种的杂交,产生遗传上居间的后代.
Isolation-by-distance: 展开定义
种群间的遗传差异随着种群间地理距离的增大而增大, 因此,遗传相似性随着距离的增加而降低.
Isolation-by-environment: 展开定义
种群间遗传差异的变化是由于它们对特定生态条件的独特亲和力或适应性, 表明不同环境下的种群数量会有所不同.
Isolation-by-resistance: 展开定义
种群间的遗传差异是由于自然景观中存在的障碍或障碍而形成的, 比如道路, 水体, 或者人类发展.
微卫星基因分型: 展开定义
一种分析DNA的方法,可用于识别个体和研究群体的遗传结构. 微型卫星很短, repeating sequences of DNA that are found throughout the genome; identifying them allows researchers to distinguish among individuals, 即使是关系密切的个体.
人口弹性: 展开定义
适应力:一个种群抵御各种挑战或干扰并从中恢复的能力, 比如环境变化或对它们生存的威胁, 这表明随着时间的推移,它们有能力反弹并保持稳定的数量.
指标物种对确定和监测生态系统健康至关重要, 因为它们提醒科学家环境面临的潜在危险. 盐沼麻雀(Ammospiza caudacuta)就是其中一种, 生活在从缅因州到弗吉尼亚的东北海岸的潮汐盐沼中. 令人震惊的是,在过去的十年里,这个物种的数量每年下降9%, 预计到2050年可能会灭绝. 这种下降是经济衰退的潜在预兆 沿海盐沼脆弱的恢复力以及支持数千种生物的重要而多样的生态系统. 最近,永利app新版本官网地址的科学家们参与了一项合作研究 新罕布什尔州农业实验站 (NHAES),一直是关键. 通过对盐沼麻雀的种群调查和基因分析, 这项研究为该物种的保护提供了重要的见解. 另外, 它强调了遗传监测在确定濒危野生动物物种保护重点方面的广泛意义.
这项研究, 最近发表在 鸟类学的应用, 包括康奈尔大学科学家的意见, 康涅狄格大学, 纽约州立大学, 缅因大学和特拉华大学, 以及 U.S. 鱼类及野生动物管理局 和 缅因州内陆渔业和野生动物部. nha科学家 艾德丽安Kovach15年来一直在研究盐沼麻雀的保护工作,他领导了这项工作.
“盐沼麻雀是为数不多的脊椎动物之一, 主要是鸟类, 它们适应了生活在潮汐盐沼生态系统中,科瓦奇说. “因此,它们是地球生物多样性的独特组成部分.”
“这项研究的目的是表征东北地区盐沼麻雀种群的遗传变异,科瓦奇补充道. 这包括调查两家公司 遗传多样性 within many different marsh locations; that is, 这些种群基因库的多样性 遗传分化 沼泽之间的位置作为种群结构的指示.”
盐沼麻雀遗传多样性研究
了解盐沼麻雀的遗传结构, 从2007年到2015年,研究人员从24个沼泽地共收集了964个鸟类样本. 康涅狄格州的沼泽样本, 缅因州, 麻萨诸塞州, 新汉普郡, 新泽西, 纽约州和罗德岛州, 哪些栖息地代表了全球约60%的盐沼麻雀繁殖范围. 研究人员使用了一种叫做 微卫星基因分型 为了深入了解物种的遗传多样性以及种群在其繁殖范围内的结构.
“这项研究的目的是表征东北地区盐沼麻雀种群的遗传变异...This included investigating both the 遗传多样性 within many different marsh locations; that is, 这些种群基因库的多样性和沼泽生境间的遗传分化是种群结构的指示.” ~ 艾德丽安Kovach自然资源与环境学院副教授
最终, 研究人员发现,盐沼麻雀种群在遗传上是有差异的,这取决于它们的地理距离, 这个概念被称为“isolation-by-distance因为鸟类在70到85英里范围内的沼泽中交配. 另外两个因素。”isolation-by-resistance"和"isolation-by-environment,也形成了物种的遗传差异. 人类在沼泽周围的发展可能会隔离繁殖区, 减少遗传多样性, 同时,保护沼泽地和高质量栖息地促进遗传多样性,减少种群之间的差异. 另外, 与沿海麻雀相比,生活在远离大西洋内陆沼泽地带的麻雀有更多的基因差异.
詹妮弗·沃尔什 2007年,2009年,2015年,一名研究人员 康奈尔鸟类学实验室, 他说,遗传多样性通常被视为进化变化和适应的基石. 因此, 在快速变化的环境中, 比如盐沼, 保护遗传多样性可能会导致更高的 人口弹性 一个物种随着时间的推移. 例如,在北部的沼泽地里 盐沼麻雀与另一种麻雀杂交纳尔逊的麻雀(Ammodramus nelsoni). 这种杂交增加了盐沼麻雀种群的遗传多样性,但也在大量杂交的沼泽间造成了更大的差异.
“杂交可以产生一系列复杂的结果——从负面影响,如‘淹没’物种基因库,到有益影响,如通过基因流动增强遗传多样性——这就是为什么它在保护和物种管理中如此重要的话题。,沃尔什描述道。. “很难说杂交是好是坏, 因为它非常依赖于上下文, 然而, 研究杂交物种之间的动态是成功管理和促进知情保护举措的关键一步.”
以盐沼麻雀为例, 与尼尔森麻雀杂交可能会对盐沼麻雀的适应性产生负面影响, 说Kovach.
“但与海平面上升的严重负面影响相比,这些后果微不足道, 因此,保护杂种和保护纯个体是有道理的,科瓦奇补充道.
保护盐沼麻雀
NHAES的科学家艾德丽安Kovach(左上)和校友Margaret Yates的23岁(左下)以及主要研究的研究生Talia Kuras. 图片由主要研究营销提供
为了保护盐沼麻雀的遗传多样性,确保有足够的数量, 保护工作应侧重于保护物种分布范围内不同类型沼泽的宽度, 包括内陆地区, 沿海及市区, 因为它们为物种基因库贡献了重要的多样性.
在地区层面上把这些人群联系起来也很重要. 通过保护方圆80英里内的优质沼泽栖息地, 自然资源保护主义者可以鼓励不同种群之间的基因交流. 在其活动范围内创造“垫脚石”种群对于保持盐沼麻雀种群之间的良好联系,从而实现杂交和保持遗传多样性也至关重要.
“盐沼麻雀的命运最终取决于我们维持高海拔沼泽的能力,在那里它们可以成功繁殖,” 克里斯居然他是康涅狄格大学生态学和进化生物学副教授. “即使我们设法维持栖息地, 人口很可能会继续下降,并且在未来会更少.”
和, 随着人口的减少, 遗传变异的丧失将日益成为盐沼麻雀未来的另一个威胁.
“现在了解遗传变异的模式是很重要的, 因此, 可能对决策非常重要——比如将盐沼麻雀列入名单 U.S. 濒危物种法以及未来保护行动的优先顺序,”埃尔菲克补充道.
本材料是基于NH农业实验站通过联合资助的工作 美国农业部国家粮食和农业研究所 (根据哈奇奖号1006964)和新罕布什尔州. a .提供了额外资金 竞争性国家野生动物补助金 (U2-5-R-1)通过美国鱼类和野生动物管理局, 在运动鱼类和野生动物恢复方面的联邦援助 到特拉华州, 马里兰, 康涅狄格, and 缅因州; the United States 鱼类及野生动物管理局 (Region 5, 自然资源司, National Wildlife Refuge System); the 纽约环境保护部 (AM08634); the 美国农业部国家粮食和农业研究所, project number #ME0-H-6-00492-12; 和 国家科学基金会 #1826777. 研究生也有一部分由国家科学基金会资助, 国家公园管理局门户学习中心奖学金, 缅因大学, 永利app新版本官网地址和康涅狄格大学.
这篇文章是由詹妮弗·沃尔什合著的, 林赛Fenderson, 克里斯居然, 乔纳森•科恩, 克里斯托弗领域, 劳拉Garey, 托马斯Hodgeman, 艾莉森Kocek, 丽贝卡Longenecker, 凯瑟琳·奥布莱恩, 布莱恩·奥尔森, 凯瑟琳•罗斯金, W. 格雷戈里·施赖弗和阿德里安娜·科瓦奇.
你可以阅读发表的文章, 周围的风景, 生境和杂交动态驱动盐沼麻雀种群结构和遗传多样性, in 鸟类学的应用.
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写的:
尼古拉斯·高斯林,06年 COLSA/NH农业试验站 尼古拉斯.gosling@femdomcenter.com