Newswise — „Dzięki rozszyfrowaniu ich całych genomów w wysokiej rozdzielczości mamy znacznie lepszy wgląd w ewolucyjną historię tych zagrożonych gatunków” — powiedział Mahmood Shivji, doktoratprofesor w Nova Southeastern University (NSU) Halmos College of Arts and Sciences i dyrektor ds Centrum Badań nad Rekinami Fundacji Save Our Seas oraz Instytut Badawczy Guy Harvey NSU.

To zaskakujący obraz, który opisuje kamień milowy w nauce o ochronie rekinów. Shivji, dr Michael Stanhope, od Kolegium Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Cornell a ich współpracownicy spojrzeli wstecz w historię, sekwencjonując do poziomu chromosomów genomy (cały plan genetyczny) rekinów młotowatych i mako krótkopłetwych. Ich oś czasu DNA pokazuje, że ich populacje znacznie się zmniejszyły w ciągu 250 000 lat. Niepokojące jest również to, co odkryli naukowcy: rekiny młoty mają niewielką zmienność genetyczną, co czyni je mniej odpornymi na przystosowanie się do naszego szybko zmieniającego się świata. Gatunek wykazuje również oznaki chowu wsobnego, co może obniżyć zdolność jego populacji do przetrwania.

Rekin krótkopłetwy wykazywał jednak większą różnorodność i ograniczone chów wsobny, co jest obiecującym przebłyskiem w ponurym klimacie ochronnym. Zrozumienie zmian w tak dużej skali czasowej może umieścić kontekst obecnego stanu ochrony tych zagrożonych zwierząt. Wyniki mogą pomóc nam skierować nas w stronę znacznie bardziej złożonych strategii zarządzania rekinami.

dokument badawczy, Genomy zagrożonych rekinów Hammerhead i Mako Shortfin ujawniają historyczne spadki populacji i wysoki poziom chowu wsobnego u Great Hammerheadzostała opublikowana w iScience:

Badania te prowadzili Stanhope i Shivji we współpracy ze współpracownikami z Cornell University, NSU, Temple University, Governors State University i San Diego Zoo Wildlife Alliance.

Naukowcy pozyskali i zebrali całe sekwencje genomu żarłacza młota i mako, a następnie porównali ich genomy z dostępnymi informacjami o genomie rekina wielorybiego, żarłacza białego, żarłacza brunatnego i żarłacza szarego. Ich metody przypominają układanie skomplikowanych puzzli przez naukowych detektywów: sukcesywnie składanie z maleńkich fragmentów DNA różnych sekwencji, jak wielki patchworkowy gobelin, który szczegółowo opisuje plan życia. Osiągnięcie poziomu chromosomów jest najnowszym osiągnięciem w wysokiej jakości badaniach nad sekwencją całego genomu – i trudnym osiągnięciem dla gatunków takich jak rekiny, które mają ogromne genomy.

Odkryli, że rekiny młoty z dużym prawdopodobieństwem odziedziczą po rodzicach dwie kopie tej samej sekwencji DNA (homozygotyczność), w tym różne geny.

„Aby zrozumieć, dlaczego może to być niepożądane, możesz pomyśleć o tym w kategoriach choroby” – powiedział Shivji. „Do ekspresji pewnych chorób recesywnych potrzebne są dwie kopie genu: jedna od matki, a druga od ojca. Jeśli jesteś homozygotą pod względem cechy, odziedziczyłeś tę samą sekwencję genów zarówno po matce, jak i po ojcu, a cecha zostanie wyrażona”.

W przypadku rekinów młotów wykazanie tego, co naukowcy nazywają „wysokimi przebiegami homozygotyczności” w ich genomie, oznacza, że ​​duże fragmenty ich genomu były homozygotyczne, co zwiększa szanse na ekspresję niepożądanych cech. W przeciwieństwie do tego, jeśli ktoś odziedziczy dwie różne formy sekwencji (allele) genu od matki i ojca (tj. heterozygotyczność), efekty allelu recesywnego mogą być maskowane przez allel dominujący. Jeśli niepożądana cecha jest recesywna w tym stanie heterozygotycznym, nie zostanie wyrażona. Rekiny mako krótkopłetwe miały niższą homozygotyczność w porównaniu z wielkimi głowami młotami, co jest genetyczną gratką, która może sprawić, że lepiej przystosują się do zmian.

Zastosowanie zaawansowanych technik pojawia się wśród ponurych raportów dotyczących rekinów i płaszczek.

„Postęp techniczny w badaniu genomów oznacza, że ​​metody sekwencjonowania DNA są teraz znacznie potężniejsze i wydajniejsze”, powiedział Stanhope. „Możemy zastosować te nowe technologie, aby uzyskać wgląd w organizm, informacje, które, mamy nadzieję, można wykorzystać do ochrony rekinów i płaszczek”.

Chociaż nie znamy dokładnie skutków chowu wsobnego u rekinów, odkrycia wilków i gepardów pokazują, że problematyczne cechy mogą wkradać się z czasem. Rezultatem jest często obniżona przeżywalność gatunku.

Obraz rekinów młotów – przeławianych i sprzedawanych za ich płetwy – jest niepokojący. Ale bez tych krytycznych spostrzeżeń genetycznych nie bylibyśmy w stanie zmodyfikować sposobu zarządzania ich wrażliwymi populacjami.

Naukowcy są ostrożni w zawyżaniu wyników.

„Genetyka posunęła się do takiego stopnia, że ​​genomy na poziomie chromosomów są oczekiwaniem genomu o jakości referencyjnej dla gatunków, jednak badania konserwatorskie stawiają przed sobą własne wyzwania, aby osiągnąć to konsekwentnie i w rozdzielczości oczekiwanej w innych dziedzinach” – powiedział Shivji. „Pobieranie próbek tkanek od zagrożonych kręgowców morskich jest poważną przeszkodą. Możesz złożyć genom z pojedynczej próbki tkanki jednego rekina, ale idealną okolicznością byłoby sekwencjonowanie genomów wielu osobników z różnych części ich oceanu, co jest etycznie trudnym i kosztownym przedsięwzięciem.

Rzeczywiście, naukowcy stwierdzają, że jest to ograniczenie ich obecnego badania. Etyczne ograniczenia pracy z zagrożonymi gatunkami oznaczają, że genetycy konserwujący muszą zrównoważyć najnowsze osiągnięcia z szacunkiem dla wrażliwych populacji, które badają. Oprócz ujawnienia różnorodności genetycznej i delikatnego statusu dwóch zagrożonych gatunków rekinów, naukowcy mają nadzieję, że ich wyniki dostarczą tego, co nazywają genomami o jakości referencyjnej, z których przyszłe podstawy naukowe mogą budować, aby poprawić naszą wiedzę o rekinach. Z pewnością, gdy pojawią się nowe możliwości, nasz wgląd w plan rekinów pomoże nam lepiej zrozumieć te ważne ekologicznie gatunki i chronić ich wrażliwe populacje.

Pamiętaj, aby zapisać się do kanału RSS NSU, aby nie przegapić żadnych naszych komunikatów prasowych, artykułów wstępnych gości i innych ogłoszeń. Proszę się zarejestrować TUTAJ. Możesz także śledzić nas na Twitterze @NSUNews.

###

O Nova Southeastern University (NSU): W NSU studenci nie tylko zdobywają wykształcenie, ale także przewagę konkurencyjną, której potrzebują do prawdziwej kariery, prawdziwego wkładu i prawdziwego życia. Dynamiczny, prywatny uniwersytet badawczy, NSU, zapewnia wysokiej jakości programy edukacyjne i badawcze na poziomie licencjackim, magisterskim i zawodowym. Założona w 1964 roku uczelnia obejmuje 14 szkół wyższych, „park rozrywki” dla start-upów, scale-upów i przedsiębiorców, Alan B. Levan | Centrum Innowacji NSU Broward, 215 000 stóp kwadratowych Centrum Badań Współpracy, prywatny Szkoła Uniwersytecka klas PK1-12światowej klasy Muzeum Sztuki NSU w Fort Lauderdale, i Biblioteka Alvina Shermana, Centrum Badań i Technologii Informacyjnych, jedna z największych bibliotek publicznych na Florydzie. Studenci NSU uczą się w naszych kampusach w Fort Lauderdale, Fort Myers, Jacksonville, Miami, Miramar, Orlando, Palm Beach i Tampa na Florydzie, a także w San Juan, Puerto Rico i online na całym świecie. Z ponad 200 000 absolwentów na całym świecie, zasięg społeczności NSU jest ogólnoświatowy. NSU, ​​sklasyfikowany jako posiadający „wysoką aktywność badawczą” przez Carnegie Foundation for the Advancement of Teaching, jest jednym z zaledwie 59 uniwersytetów w całym kraju, które otrzymały również Carnegie’s Community Engagement Classification, a także jest największą prywatną instytucją w Stanach Zjednoczonych, która spełnia wymogi Kryteria Departamentu Edukacji jako instytucji obsługującej Hiszpanów. Proszę odwiedź www.nova.edu po więcej informacji.

O Fundacji Save Our Seas: Założona w Genewie w Szwajcarii w 2003 roku fundacja Save Our Seas Foundation (SOSF) jest organizacją filantropijną, której ostatecznym celem jest stworzenie dziedzictwa w zakresie zabezpieczenia zdrowia i zrównoważonego rozwoju naszych oceanów oraz społeczności, które są od nich zależne, przez pokolenia do chodź. Jej wsparcie dla projektów badawczych, ochronnych i edukacyjnych na całym świecie koncentruje się na zagrożonych rekinach, płaszczkach i rajowatych. Trzy stałe ośrodki badawczo-edukacyjne SOSF wzmacniają swoje działania na Seszelach, RPA i USA. Proszę odwiedź po więcej informacji.

O Cornell University College of Veterinary Medicine: College of Veterinary Medicine (CVM) na Cornell University jest uznawany na całym świecie za lidera w dziedzinie medycyny zwierząt, zdrowia publicznego, badań biomedycznych i weterynaryjnej edukacji medycznej. Uznana za jedną z najlepszych uczelni weterynaryjnych w kraju przez US News & World Report konsekwentnie od 2000 r., College będzie nadal wyróżniał się w zapewnianiu edukacji dzięki najnowocześniejszemu programowi nauczania opartemu na przypadkach i zaawansowanym szkoleniom, które przygotowują lekarzy weterynarii i naukowców do służby społeczeństwu w krytycznych rolach w weterynarii klinicznej i diagnostycznej, zdrowiu publicznym, badaniach naukowych i polityce publicznej. Proszę odwiedź www.vet.cornell.edu po więcej informacji.