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Untersuchungen haben ergeben, dass alle Bisons in Nordamerika Hausrinder-DNA tragen

Eine neue Studie veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte hat die bisher stärksten Beweise dafür erbracht, dass alle Bisons in Nordamerika mehrere kleine, aber eindeutig identifizierbare DNA-Regionen tragen, die von Hausrindern stammen.

In der Studie haben Forscher des Texas A&M College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences unter der Leitung von Dr. James Derr und Brian Davis verglichen Genomsequenzen zwischen den wichtigsten historischen Bisonlinien mit 1.842 Hausrindern und stellten fest, dass alle analysierten Bisongenome Hinweise auf eine Rindereinkreuzung enthielten.

Diese gemeinsame genetische Abstammung ist das Ergebnis mehrerer Hybridisierungsereignisse zwischen nordamerikanischen Bisons und Rindern in den letzten 200 Jahren, die auf den gut dokumentierten Zusammenbruch der Bisonpopulation im 19. Jahrhundert folgten.

„Diese vergleichende Studie dokumentiert eindeutig, dass die Menschen, die Ende des 19. Jahrhunderts dafür verantwortlich waren, den Bison vor dem Aussterben zu bewahren, auch dafür verantwortlich sind, Rindergenetik in diese Art einzuführen“, sagt Derr.

Diese Studie aktualisiert die Ergebnisse einer vor 20 Jahren veröffentlichten Reihe von Studien, in denen Derrs Team aufdeckte, dass es nur wenige Bisonherden gab, die frei von Hausrindern zu sein schienen. Jetzt haben diese Forscher mit besserer Gentechnologie gezeigt, dass selbst diese Herden nicht frei von Hybridisierung sind.

„Heute scheint es, dass alle großen öffentlichen, privaten, Stammes- und Nichtregierungsorganisationen Bisonherden ein geringes Maß an genomischer Rindereinkreuzung aufweisen“, sagt Sam Stroupe, Doktorand in Derrs Labor und Erstautor der Studie. „Dazu gehören der Yellowstone-Nationalpark sowie der Elk-Island-Nationalpark in Kanada, die aufgrund früherer genetischer Studien als frei von Rindereinkreuzung galten.“

Derr sagt, dass diese neuen Erkenntnisse erneut Auswirkungen auf die Bemühungen zum Schutz der Bisons und die langfristige Schutzplanung haben werden, da bestimmte Herden nicht mehr isoliert bewirtschaftet werden müssen. “Zum Beispiel eröffnen diese Ergebnisse wirklich eine Reihe von Möglichkeiten für die Einrichtung neuer Bison-Erhaltungsherden und die Vergrößerung bestehender Herden.”

Die Geschichte des Bisons umfasst einen der am besten dokumentierten Populationsabstürze aller Wildtierarten und eine der spektakulärsten Populationserholungen in der gesamten Naturschutzbiologie, die fast ausschließlich auf die Bemühungen privater Herdenbesitzer zurückzuführen ist.

Biologen schätzten, dass vor 1800 mehr als 30 Millionen Bisons die zentralen Ebenen von Nordmexiko, den Vereinigten Staaten und Kanada durchstreiften. Eine Kombination aus willkürlichem Töten, Verlust des Zugangs zu geeigneten Lebensräumen und eingeschleppten Tierkrankheiten ließ die Zahl der Bisons bis Ende der 1870er Jahre auf einen Tiefststand von nur wenigen Hundert sinken.

Diese Art von Populationszusammenbruch ist als Engpass bekannt, und jeder moderne Bison – von dem es laut National Park Service heute mehr als 430.000 gibt – stammt von dieser kleinen Anzahl von Überlebenden ab.

Die meisten überlebenden Bisons standen unter der Kontrolle von nur fünf verschiedenen Viehzüchtern, die anscheinend durch die Schriften der Bisonzüchterkollegen Charles Goodnight aus Texas und Charles Jones aus Kansas motiviert wurden. Beide professionellen Rinderzüchter haben die Kreuzung zwischen Bisons und Hausrindern ausführlich dokumentiert und gefördert, um ein besseres Fleisch produzierendes Tier zu entwickeln.

„Die amerikanischen Bisons haben sich auf diesem Kontinent als erfolgreich erwiesen und über Jahrtausende die Vergletscherung und mehrere andere klimatische Ereignisse überstanden“, sagt Derr. „Durch die Kreuzung von Bisons und Rindern stellten diese unerschrockenen Rinderzüchter die Hypothese auf, dass sie ein Rindertier bekommen könnten, das so widerstandsfähig wie Bison ist, aber so viel Qualitätsfleisch wie Rinder produziert. Am Ende scheiterten sie an der versehentlichen Schaffung eines glanzlosen Rindertiers. “

In den frühen 1900er Jahren, ungefähr zur gleichen Zeit, als diese Viehzüchter sich kreuzten, begann der Biologe und frühe Naturschützer William Hornaday, der erste Direktor des New York Zoological Park, Alarm zu schlagen, dass die nordamerikanischen Bisons vom Aussterben bedroht waren. Durch die Bemühungen von Hornaday mit der American Bison Society im Jahr 1905 wurde eine nationale Bewegung darauf ausgerichtet, neue Bison-Schutzpopulationen aufzubauen und bestehende Bisonpopulationen zu erhalten, die in den Nationalparks Yellowstone und Wood Buffalo zu finden sind.

Die einzigen verfügbaren Bisons, um diese neuen Erhaltungsherden aufzubauen, waren jedoch fast ausschließlich Tiere der Viehzüchter, die für die Artenrettung verantwortlich waren.

“Infolgedessen hinterlassen diese gut gemeinten Hybridisierungsbemühungen ein kompliziertes genetisches Erbe”, sagt Davis. „Ohne diese privaten Herden wäre der Bison möglicherweise ausgestorben. Gleichzeitig führte diese absichtliche Einführung von Interspezies-DNA zu Spuren von Rindern im Genom der gesamten heutigen Spezies.“

„Wir haben jetzt die rechnerischen und molekularen Werkzeuge, um die genomischen Sequenzen von Bisons mit Tausenden von Rindern zu vergleichen und das Niveau und die Verteilung der Genetik von Hausrindern bei Bisons, die jede dieser historischen Bison-Linien repräsentieren, endgültig zu bestimmen“, sagt er. „Es ist klar, dass einige der Tiere, die zur Verfügung standen, um diese Art Ende des 18. Jahrhunderts vor dem Aussterben zu bewahren, die Produkte dieser früheren Hybridisierungsexperimente waren, und wir haben jetzt das Vermächtnis einer geringen genomischen Introgression von Rindern in der gesamten Moderne Bisonpopulationen.”

Laut Derr ist es wichtig zu erkennen, dass die Hybridisierung zwischen eng verwandten Wildtierarten im Laufe der Zeit auf natürliche Weise stattgefunden hat – bekannte Beispiele sind Kojoten und Ostwölfe, Grizzlys und Eisbären sowie Rotluchse und kanadische Luchse – das Bisonrind Die Hybridisierung ist fast ausschließlich ein zielgerichtetes, von Menschen verursachtes Ereignis, das zufällig mit der enormen Engpasspopulation des späten 19. Jahrhunderts zusammenfiel.

„Zwei Hauptereignisse, eine extrem kleine Bisonpopulation und ein weit verbreitetes Interesse an der Entwicklung von Hybridtieren, veränderten und formten die Genome dieser Art auf eine Weise, die wir gerade erst zu verstehen beginnen“, sagt Derr. “Trotzdem hat diese Art überlebt und gedeiht jetzt in den Ebenen Nordamerikas.”

Als eines der bekanntesten Tiere der Welt spielen Bisons eine Reihe wichtiger und manchmal widersprüchlicher Rollen in der Gesellschaft.

Während einige sie für eine Wildtierart halten, die nicht domestiziert werden sollte, betrachten andere sie als ein wichtiges wirtschaftliches Nutztier; Obwohl Bisons als Wildtiere in Staats- und Bundesparks und Wildschutzgebieten aufgezogen werden, gehören die meisten heute lebenden Bisons privaten Viehzüchtern und werden für die Fleisch- und Faserproduktion gezüchtet.

Für andere haben sie religiöse und spirituelle Rollen inne und sind Ikonen des kontinentalen Stolzes. 2016 wurden Bisons sogar zum Nationalsäugetier der USA ernannt.

„Obwohl auf unterschiedliche Weise betrachtet, hat der Bisonschutz für viele verschiedene Gruppen Priorität, und es ist zwingend erforderlich, dass wir uns darauf einigen, die besten verfügbaren wissenschaftlichen Informationen zu verwenden, um Entscheidungen für die Zukunft zu treffen“, sagt Stroupe. “Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass wir mit moderner genomischer Biotechnologie viele historische Details über die Vergangenheit einer Art aufdecken und diese Informationen nutzen können, um eine fundierte Führung bei der Festlegung von Schutzrichtlinien für die Zukunft zu gewährleisten.”

Während viele dieser Viehherden mit 100 Tieren oder weniger eher klein sind, gibt es einige Ausnahmen. Turner Enterprises in Bozeman, Montana, ist der größte private Bisonproduzent mit über 45.000 Tieren in mehreren Bundesstaaten.

Laut Mark Kossler, Vice President of Ranch Operations, wird Turner Enterprises diese neuen Informationen nutzen, um seine Naturschutzbemühungen weiter zu verbessern.

„Turner Enterprises hat in den letzten 20 Jahren die Bison-genetische Arbeit der Texas A&M University genutzt, um das genetische Management unserer mütterlichen Herden in Bezug auf die Einkreuzung der mitochondrialen DNA von Rindern zu strukturieren“, sagt er. „Wir waren uns voll und ganz bewusst, dass die fortschreitende Technologie und Kartierung des gesamten Bisongenoms aufdecken könnte, dass die gesamte Bison-Kern-DNA auch eine Rindereinkreuzung aufweisen könnte.

„Das Wissen, dass die nordamerikanische Bisonherde eine weit verbreitete Introgression von Rinder-DNA aufweist, wenn auch in geringen Mengen, wird es unseren Betrieben ermöglichen, das zukünftige genetische Management zwischen unseren Herden zu strukturieren, um eine breite genetische Vielfalt aufrechtzuerhalten, ohne sich Sorgen um eine Kreuzkontamination von Herden machen zu müssen, die als ‚ clean’ von Introgression. Dies sind hilfreiche Informationen für die Bison-Gemeinschaft. Wir sind dankbar für die Forschung und Sorgfalt der Texas A&M University, die der Bison-Gemeinschaft die endgültige Antwort auf diese Frage der genetischen Reinheit der Bisons liefert.”

Les Kroeger, Präsident der Canadian Bison Association, die Derrs Forschung mitfinanzierte, stimmte zu, dass bessere Informationen immer ein positiver Schritt für ihre Bemühungen um Nachhaltigkeit und Naturschutz sind.

„Durch die Verbesserung der Forschungsinstrumente gewinnen wir ein besseres Verständnis der komplexen Geschichte des Bisons“, sagt er. „Mit diesen Informationen können wir weiterhin den Weg weisen, um gesunde Populationen dieses ikonischen Tieres für zukünftige Generationen zu züchten. Die kommerzielle Bisonindustrie unterstützt weiterhin Forschungs- und Naturschutzinitiativen und produziert gleichzeitig weiterhin nachhaltig ein hochwertiges Protein, das die Verbraucher genießen können .”

Chad Kremer, Präsident der National Bison Association, fügt hinzu, dass die Informationen den Bisonproduzenten im ganzen Land bessere Informationen für die Verwaltung ihrer Herden geben werden.

„Die National Bison Association begrüßt diese Forschungsergebnisse, da wir weiterhin die lange und komplizierte Geschichte der genetischen Abstammung des amerikanischen Bisons enträtseln“, sagt er. „Forschungsprojekte wie dieses helfen den Erzeugern auch heute noch dabei, eine gesunde und vielfältige Genetik in Bisonherden aufrechtzuerhalten über unser nordamerikanisches Bisonregister auf dem gesamten Kontinent. Wir hoffen, dass Bisonproduzenten diese Daten und Technologien nutzen, um die Genetik ihrer eigenen Herden weiter zu verbessern und gleichzeitig Bisons in ihrer ursprünglichen Landschaft wiederherzustellen.”

Quelle: Texas A&M University Veterinary Medicine and Biomedical Sciences, die allein für die bereitgestellten Informationen verantwortlich ist und die Informationen vollständig besitzt. Informa Business Media und alle seine Tochtergesellschaften sind nicht verantwortlich für den Inhalt dieser Informationsquelle.

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