1827-1996百年追踪,基因数据实锤!印度洋儒艮种群为何陷入生存危机?

图片▲上图:儒艮头骨标本。©Linda Wong 摄影 | 海潮天下(Marine Biodiversity)(CC BY-SA 4.0)

关键信息导读:

  • 研究发现,印度洋地区儒艮种群中存在三个新的、明显不同的mtDNA谱系,包括斯里兰卡谱系、西亚谱系(包括东非、红海和阿拉伯/波斯湾)和马达加斯加谱系。

  • 斯里兰卡地区的儒艮种群虽然没有遗传上的独特性,但包含一个独特的mtDNA谱系,并与其他种群表现出明显的遗传分异。

  • 研究显示,1950年前收集的样本比1950年后样本显示出更高的遗传多样性,表明过去几十年印度洋地区儒艮种群的遗传多样性有所下降。

  • 马达加斯加的儒艮种群展示出最为明显的遗传隔离,其mtDNA谱系与其他任何儒艮种群不同,表明其应当作为一个独立的保护单元。

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出品 | 海潮天下


儒艮(Dugong dugon)是海洋哺乳动物的一员,长期以来在全球范围内面临着生存危机。尤其是在印度洋地区,儒艮的种群数量急剧下降。虽然儒艮曾广泛分布于印度洋、太平洋沿海的许多地区,但由于栖息地破坏、过度捕猎、气候变化等因素,它们的生存空间不断缩小,种群数量大幅减少。全球范围内,儒艮现在被世界自然保护联盟(IUCN)列为“易危”物种,但不同地区的种群情况差异很大,在某些地区已经消失、功能性灭绝(比如在中国海域),或是濒临灭绝。


海潮天下(Marine Biodiversity)小编注意到,在2019年9月11日,斯蒂芬妮·普伦(Stephanie Plön)等人在《PLOS ONE》期刊上发表了一项研究,探讨了儒艮的种群基因地理结构。这项研究利用了历史样本,并发现了印度洋儒艮种群的基因多样性问题,揭示了其面临的保护挑战。


该研究团队分析了来自14个博物馆和大学的儒艮标本,总共177个样本,这些样本的年代跨度从1827年到1996年,涉及了儒艮在历史上分布的各个区域。研究使用了骨骼和牙粉作为DNA提取样本,然后利用这些样本,他们成功地从162个个体中提取了线粒体DNA的控制区序列,进一步揭示了儒艮不同地区种群的基因多样性。


儒艮作为海洋哺乳动物,主要分布在印度-太平洋地区的热带和亚热带海域,它们以海草为主要食物来源。儒艮的数量在过去几十年中急剧下降,主要原因包括栖息地丧失、偷猎以及人类活动的影响。其实,以前,尽管有关于儒艮种群分布的研究,但在其遗传多样性和种群结构方面的研究相对较少。特别是在印度洋地区,科学家对于儒艮的遗传结构了解并不充分。以前的研究大多集中在澳大利亚和东南亚等地区,对于印度洋尤其是红海阿拉伯海、马达加斯加周围的儒艮种群的遗传信息缺乏系统的研究。



三大谱系


分析了来自全球不同地区的177只儒艮的历史样本之后,研究发现了多个全新的线粒体DNA(mtDNA)谱系,特别是在印度洋地区。研究人员识别出了三个新的、明显不同的mtDNA谱系:斯里兰卡谱系、西亚谱系(包括东非、红海和阿拉伯/波斯湾地区的样本),以及马达加斯加谱系。它们与先前在物种东部范围内描述的谱系明显不同,因此,研究人员认为这些谱系可能代表了进化上独立的重要单元(ESU,Evolutionarily Significant Unit)。其中,马达加斯加样本中的独特谱系尤其引人关注,表明这一地区的儒艮种群应当被视为一个特殊的保护单元,因为它们是遗传上独一无二的,并且与其他种群完全隔离。

还有一点就是,尽管南印度/斯里兰卡地区的儒艮种群与其他种群在遗传上没有显著的独特性,但它们包含了一个独特的mtDNA谱系,且与其他种群呈现明显的遗传分异。

▲上面的视频:感受一下儒艮的“英姿”。这是一头圈养的儒艮。摄影 ©海潮天下(Marine Biodiversity)


这个研究通过对博物馆标本的分析,发现了印度洋地区的儒艮群体存在显著的遗传分化。特别是在马达加斯加和科摩罗群岛的儒艮种群,它们的基因组与其他印度洋地区的种群有显著差异,形成了一个独特的基因谱系。其他地区如东非、红海、阿拉伯/波斯湾的儒艮种群,也各自存在不同的基因谱系,但这些地区的种群之间的基因差异相对较小。


这项研究的一个重要发现是,马达加斯加和科摩罗的儒艮种群在基因上表现出较强的隔离性,成为目前已知的最具基因独特性的儒艮种群。与之相对的是,西印度洋(包括东非、红海、阿拉伯湾等)其他地区的种群基因差异较小。这种遗传上的一致性表明,这些区域的儒艮群体长期以来相对隔离,可能缺乏足够的基因流动,导致它们的遗传多样性降低。


在分析遗传多样性时,研究还发现,1950年之后采集的样本,其遗传多样性普遍低于1950年之前的样本。这一发现与一些地区儒艮数量减少的情况相一致,暗示着遗传多样性的丧失可能与种群数量的下降密切相关。特别是印度洋区域的种群,如马达加斯加、东非和斯里兰卡的儒艮,它们的遗传多样性下降尤为明显。


研究团队做了进一步的分析,结果表明,儒艮种群在过去的几十年里经历了显著的数量变化,尤其是在马达加斯加和东非地区。他们通过贝叶斯树状图等方法推测,儒艮的主要基因谱系在约190万年前开始分化,而不同地区的种群之间的基因差异也在不断积累。这些遗传差异揭示了儒艮种群在历史上的演化轨迹,也给未来制定更有效的保护措施提供了重要依据。


这个研究还发现,在印度洋的西部地区,儒艮的基因多样性普遍较低,尤其是在一些小型种群中,遗传多样性的丧失更加明显。这表明,西印度洋的儒艮种群正面临着严重的生存压力,急需采取有效的保护措施,防止其进一步衰退。


在深入分析历史标本和现代样本之后,研究团队揭示了儒艮在印度洋地区的遗传多样性和种群结构,指出了该物种在面临栖息地破坏和人类活动影响下的脆弱性。为了更好地理解儒艮种群的遗传结构,研究者还利用历史样本来填补当前样本的不足。借助这种方法,他们分析了不光是现代的儒艮种群的基因地理情况,并得以追溯了儒艮在历史时期的遗传特征。这种方法尤其适用于无法直接获取现代样本的情况,如儒艮数量极少或者栖息地难以到达的地区。


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图片▲上图:一头儒艮的头部特写。©摄影:王敏幹(John MK Wong)| 海潮天下(Marine Biodiversity)



海潮天下·小百科

《全球儒艮现状与保护需求评估报告(2025)》



▲视频:2025年10月中旬,在阿布扎比发布的《全球儒艮现状与保护需求评估报告(2025)》现场发布会上,一段关于儒艮种群的最新的数据的报告。摄影 ©海潮天下(Marine Biodiversity)(CC BY-SA 4.0)

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读而思

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 【思考题】学而时习之

Q1、上面这个研究显示,马达加斯加的儒艮种群在基因上与其他地方的儒艮完全隔离。那么,为什么这些儒艮会如此独特?它们面临哪些额外的保护挑战?

Q2、上面提到,西亚地区的儒艮种群基因流动较少,导致遗传多样性不足。那么,地理上的隔离究竟如何影响这些种群的基因交流?未来是否有可能通过某种方式,来改善这些种群之间的基因流动?

Q3、儒艮曾广泛分布在中国南海水域,但逐渐不见踪影。2022年8月,国际科学家团队宣布儒艮在中国功能性灭绝。你觉得,儒艮还能自己游回来、重返中国海域、并且构建起健康的可自我持续的种群吗?你怎么看?


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声明:本文仅代表资讯,供读者参考,不代表平台观点。

作者 | 王海诗

编辑 | 海潮君

日期 | 2025年11月4日


参考资料



感兴趣的海潮天下(Marine Biodiversity)读者可以参看该研究的全文:

Plön, S., Thakur, V., Parr, L., & Lavery, S. D. (2019). Phylogeography of the dugong (Dugong dugon) based on historical samples identifies vulnerable Indian Ocean populations. PLOS ONE, 14(9), e0219350. doi:10.1371/journal.pone.0219350

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0219350

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