Genomanalyse zeigt, dass Rosa Taube vom Aussterben bedroht ist

Die Autoren einer großen Studie über die einst vom Aussterben bedrohte rosa Taube sagen, dass die Erhöhung der Anzahl der Arten nicht ausreicht, um sie in Zukunft vor dem Aussterben zu bewahren.

Trotz des Bevölkerungswachstums zeigt die Analyse des Teams, dass die rosafarbene Taube eine hohe genetische Belastung mit schlechten Mutationen aufweist, wodurch sie in freier Wildbahn innerhalb von 100 Jahren ohne fortgesetzte Schutzmaßnahmen einem erheblichen Aussterberisiko ausgesetzt ist.

Eine internationale Zusammenarbeit unter der Leitung von Wissenschaftlern der University of East Anglia (UEA), des Durrell Institute of Conservation and Ecology (DICE) an der University of Kent und des Earlham Institute im Vereinigten Königreich, die mit Organisationen vor Ort auf Mauritius zusammenarbeiteten, untersuchte die Genetik Auswirkungen eines „Engpasses“ in der Population – ein rapider Rückgang der Zahlen, der die rosafarbene Taube von Mauritius Ende der 1980er Jahre betraf, wobei nur noch 12 Vögel in freier Wildbahn überlebten.

Das Team analysierte die DNA von 175 Vögeln, die im Laufe von fast 20 Jahren während nachfolgender Erhaltungsbemühungen entnommen wurden.

Mit Hilfe von Biologen der Mauritian Wildlife Foundation und des Durrell Wildlife Conservation Trust und in Zusammenarbeit mit dem National Parks and Conservation Service der Regierung von Mauritius ist die frei lebende Population der Art auf etwa 500 Vögel angewachsen.

Infolgedessen wurde die rosa Taube zweimal auf der Roten Liste der International Union for Conservation of Nature von “stark gefährdet” auf “gefährdet” heruntergestuft.

Um diese Populationen lebensfähig zu halten, warnen die Forscher jedoch davor, dass eine „genetische Rettung“ erforderlich ist, um durch Inzucht verlorene genetische Variationen wiederherzustellen und die Auswirkungen der schädlichen Mutationen zu verringern. Dies kann erreicht werden, indem in Gefangenschaft gezüchtete Vögel aus britischen und EU-Zoos freigelassen werden.

Die in Conservation Biology veröffentlichte Studie nutzte konservierungsgenetische Arbeiten bei DICE, hochmoderne genomische Techniken, die an der UEA und dem Earlham Institute entwickelt wurden, und Computermodelle, um die DNA der Art genau zu untersuchen und das Risiko eines zukünftigen Aussterbens sowie Prognosen abzuschätzen was getan werden muss, um die Lebensfähigkeit der rosa Taube zu sichern. Die Autoren sagen, dass ihre Ergebnisse anderen bedrohten Arten helfen könnten.

„Durch die Untersuchung des Genoms einer wiederhergestellten Art, die einst vom Aussterben bedroht war, können wir lernen, wie wir anderen Arten helfen können, sich von einem Populationszusammenbruch zu erholen“, sagte UEA Prof. Cock van Oosterhouteiner der Hauptautoren.

„Während der Population der Engpasstaube verlor der Genpool viele Variationen und viele schlechte Mutationen nahmen an Häufigkeit zu. Diese genetische Belastung stellt immer noch eine ernsthafte Bedrohung dar, auch wenn sich die Bevölkerung zahlenmäßig erholt hat.“

Prof. van Oosterhout, der Schule für Umweltwissenschaften bei UEA, fügte hinzu: „Das Problem ist, dass alle Individuen irgendwie miteinander verwandt sind. Sie sind die Nachkommen der wenigen Vorfahren, die den Engpass überstanden haben. Daher wird es praktisch unmöglich, die Inzucht zu stoppen, und dies entlarvt diese schlechten Mutationen.

Dies kann wiederum die Sterblichkeitsrate erhöhen und die Bevölkerung erneut zusammenbrechen lassen.“

Prof. Jim Groombridge von der University of Kent erklärte, wie die anfängliche Erholung der rosafarbenen Taubenpopulation erreicht wurde: „Eine in Gefangenschaft gehaltene Population rosafarbener Tauben im Gerald Durrell Endemic Wildlife Sanctuary auf Mauritius, das gemeinsam von der Mauritian Wildlife Foundation und dem National verwaltet wird Parks and Conservation Service, wurde in den 1970er Jahren gegründet.

„Dies wurde verwendet, um Vögel für die Auswilderung zu züchten, was die Populationszahlen erhöhte. Das Team stellte auch den Lebensraum wieder her, indem es eingeführte Arten kontrollierte und zusätzliche Nahrung als Teil eines Feldprogramms für intensives Naturschutzmanagement bereitstellte, was die frei lebende Population weiter erhöhte.“

Die Studie verwendete eine ausgeklügelte Software namens SLiM, die ein ganzes Vogelchromosom einschließlich all seiner schlechten Mutationen modellieren kann. Die Forscher simulierten den Engpass und die Erholung der Population und verglichen dann die vorhergesagten Ergebnisse verschiedener Wiederansiedlungsprogramme. Die Studie war daher in der Lage, die Lebensfähigkeit der Population in der Zukunft unter verschiedenen Naturschutzmanagementszenarien vorherzusagen.

„Wir wussten nicht, wie viele schlechte Mutationen die Bevölkerung anfangs vor dem Engpass trug“, sagte Dr. Hernan Morales von der Universität Kopenhagen in Dänemark, der die SLiM-Modellierung durchführte. „Wir mussten zuerst die angestammte Population simulieren, um herauszufinden, wie viele schlechte Mutationen sich entwickelt haben könnten. Wir haben diese Daten dann mit Daten zu Inzuchtdepressionsdaten aus Zoopopulationen der rosa Taube verglichen.“

Unter Verwendung von Stammbaum- und Fitnessdaten, die im Jersey Zoo für über 1000 Vögel aufbewahrt wurden, schätzte das Team die genetische Belastung, die zeigte, dass die rosa Taube eine hohe genetische Belastung von 15 tödlichen Äquivalenten trug. Dies wurde dann verwendet, um die Computermodelle zu kalibrieren.

„Die Computersimulationen zeigen deutlich, dass es nicht ausreicht, nur die Zahlen zu erhöhen“, fügte Dr. Morales hinzu. „Die Bevölkerung braucht auch ‚genetische Rettung’ von Vögeln mit einer größeren genetischen Vielfalt, die in europäischen Zoos gezüchtet werden. Diese Vögel sind nicht so eng miteinander verwandt und können dazu beitragen, das Ausmaß der Inzucht zu verringern. Es besteht jedoch die Gefahr, dass wir andere schlechte Mutationen aus der Zoopopulation in die Wildnis einführen könnten.“

Dr. Camilla Ryan, die an dem Projekt am Earlham Institute und der UEA arbeitete, sagte: „Unsere bioinformatische Analyse zeigte die Bedeutung der genetischen Vielfalt und des einzigartigen genetischen Rettungsmodells, um anderen Arten vor dem Aussterben zu helfen. Diese Untersuchung unterstreicht den Wert von Kooperationen zwischen NGOs, Instituten und Universitäten, die gemeinsam auf eine Reihe von Fachkenntnissen zurückgreifen. Dies stellt sicher, dass ein ganzheitlicher Ansatz für den Artenschutz verfolgt wird, der das Verständnis ihrer genetischen Gesundheit beinhaltet.“

Sam Sprich, ein Doktorand an der UEA und Co-Autor der Veröffentlichung, fügte hinzu: „Wir analysieren jetzt das Genom der rosafarbenen Taube aus Zoopopulationen hier im Vereinigten Königreich und versuchen, diese schlechten Mutationen zu lokalisieren. Wir können dies jetzt mit bioinformatischen Werkzeugen tun, die für die Untersuchung der Humangenetik und der Genome anderer Modellvogelarten wie dem Huhn entwickelt wurden.

„Durch den Einsatz von Erhaltungsgenomik können zukünftige Wiederansiedlungsprogramme die Freilassung von Individuen mit hoher genetischer Belastung vermeiden. Dies würde dazu beitragen, Inzucht zu reduzieren und die langfristige Erholung bedrohter Arten wie der rosa Taube zu verbessern.“

„Genomische Erosion in einer demographisch wiederhergestellten Vogelart während der Erhaltungsrettung“ wird am 13. Mai in Conservation Biology veröffentlicht.

Referenz: Jackson HA, Percival-Alwyn L, Ryan C, et al. Genomische Erosion bei einer demographisch wiederhergestellten Vogelart während der Erhaltungsrettung. Konserv. organisch. 2022;0(0):e13918. muss: 10.1111/cobi.13918

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