DNA揭示了猛犸象的命运--以及它今天给我们的启示

2020-07-07 09:03:16

贝丝·夏皮罗博士是一位古遗传学家,他利用基因组学技术来了解物种是如何灭绝的,以帮助今天的保护工作。

通过从阿拉斯加岛上一个结冰的湖泊中提取DNA,她的团队揭开了猛犸象种群灭绝的秘密。

栖息地之间的连通性是帮助保护今天濒临灭绝的物种,使它们能够躲避极端天气事件的一个重要因素。

每年夏天,阿拉斯加圣保罗岛上的孩子们都会去山湖(Lake Hill)降温,这是一座死火山中的火山口湖--他们并不知道下面隐藏着的奥秘。

正是在这里,在一次冬季探险中,科学家们揭开了导致世界上最后一批猛犸象灭绝的原因及其发生的时间的秘密。

贝丝·夏皮罗博士是一位古遗传学家,他与人合办了加州大学圣克鲁斯分校的古基因组学实验室。

利用现代基因组学技术,她的团队回顾了过去,以DNA为基础,了解物种和种群是如何随着时间的推移而进化的。然后,它将这些经验教训应用到今天的濒危物种保护中。

冰河时代生活在北半球的动物,包括野牛、狼、猛犸象和马的遗传物质保存得尤其完好。

夏皮罗博士能够从牙齿等样本中提取DNA,以了解物种在基因上的差异,并了解何时种群在增长,何时种群在萎缩,何时单个动物可能会长途迁徙--以及何时它们不能。

夏皮罗博士说,连通性是其中许多物种灭绝故事中至关重要的一部分。

猛犸象直到大约1万年前还生活在北美大陆,但它们在两个地方生活的时间要长得多:俄罗斯北极的圣保罗岛和兰格尔岛,在那里发现的牙齿只有4000年的历史。

圣保罗是一个火山岛,直到大约9000年前,它还通过白令陆桥与大陆相连,这座桥使动物能够自由地来回漫步。

但随着气候变暖和海平面上升,它变得与世隔绝-猛犸象被困住了。它们是岛上唯一没有捕食者的大型哺乳动物,夏皮罗博士在达沃斯的一次Betazone会议上发表讲话时表示,这将是一个巨大的乌托邦。

夏皮罗博士解释说:湖泊是古代DNA的绝佳来源,因为它们在夏季是遗传物质的水槽。湖山是圣保罗唯一的淡水来源。所以所有的动物都游荡进来喝水,它们存放的DNA沉入海底,然后冻结。

随着时间的推移,你会得到从过去到现在在岛上出现的每个人的层层累积。我们知道,如果我们能拿到一份复印件,我们就能找出谁在那里,什么时候和谁在一起。

夏皮罗博士的团队在他们去希尔湖的冬季探险中,钻穿了湖冰,钻到了湖底的砾石上,并提取了一个岩芯。

我们把微小的DNA片段一直带到顶端,一直到今天,然后寻找猛犸象的DNA。我们还观察了湖泊本身的植被和成分,看看它是否随着时间的推移而变化。例如,微小的藻类和微小的动物可以告诉我们这个湖是不是咸的,以及它有多浅。

气候变化构成了一个迫切的威胁,需要采取果断行动。世界各地的社区已经在经历越来越多的气候影响,从干旱到洪水,再到海平面上升。世界经济论坛的全球风险报告继续将这些环境威胁排在首位。

为了将全球气温上升控制在远低于2摄氏度,并尽可能接近工业化前水平的1.5摄氏度,企业、政策制定者和民间社会必须按照“巴黎气候变化协定”的目标推进全面的短期和长期气候行动。

世界经济论坛的气候倡议通过公共和私营部门的合作支持全球气候行动的扩大和加速。该倡议跨越几个工作流程,以制定和实施包容性和雄心勃勃的解决方案。

这包括CEO气候领袖联盟,这是一个由来自不同行业的商业领袖组成的全球网络,该网络开发具有成本效益的解决方案,以过渡到低碳、气候适应性强的经济。首席执行官们利用他们在政策制定者和公司合作伙伴中的地位和影响力来加速过渡,并实现提供更安全的环境所带来的经济效益。

所有这些数据都像拼图一样拼凑在一起,向夏皮罗博士展示了发生了什么。

猛犸象DNA从底部一直存在到大约5600年前。夏皮罗博士说,植被没有任何变化,所以它们没有耗尽食物。

但是湖里的其他一切都变了:水的化学成分变了,沉积物堆积的速度也变了。而那个微生物群落完全从一个在清澈、深水中茁壮成长的群落,变成了一个喜欢生活在非常浅、多云和微咸的水中的群落。

所有这一切都意味着圣保罗岛发生了一场恶劣的天气事件,一场干旱。湖水开始干涸,猛犸象没有水喝了。

如果这发生在13000年前,猛犸象就会有另一种选择。他们可能漫步到大陆,寻找另一种淡水来源。但他们不能,因为他们在一个完全与世隔绝的岛屿上,与大陆隔绝。卡住了。于是它们灭绝了。

夏皮罗博士警告说,导致圣保罗猛犸象死亡的与世隔绝现象今天正在威胁其他物种和生物多样性。

岛化采取了不同的形式,我们选择保护的栖息地不是被水包围,而是被其他东西包围,比如农场和农业。通过公路、高速公路和高速公路。以及各种规模的城市。

这使生活在这些岛屿栖息地的动植物处于岌岌可危的境地。极端天气事件或捕食者或疾病的引入可能会破坏在这些栖息地内发生的相互作用的平衡,有可能导致物种灭绝。

用同样的方法对其他古代动物进行的研究,从绒毛犀牛到北极马和狮子,也表明连通性是导致灭绝的一个关键因素。

留下来的种群在地理上和基因上变得越来越孤立,这些岛上的种群中的每一个都像他们自己的微小的、孤立的东西一样发挥着作用。

任何保护和保存濒危物种的计划都必须给动物提供逃生路线,以便在气候变暖时在栖息地之间迁徙或寻找新的栖息地。

这可能意味着修建立交桥,动物可以在那里穿越高速公路。我们可以沿着河流和道路建造绿道、绿色屋顶、城市公园、绿色走廊,而不仅仅是修建围墙或障碍物,进一步破坏这片本已支离破碎的景观。

黄石到育空保护倡议就是一个这样做的组织的例子-旨在将美国西部的黄石国家公园与加拿大的育空连接起来,夏皮罗博士的大部分工作就是在那里进行的。

她说,生物多样性的可持续未来需要创造力。但这也需要协作。