Overvågning af genetiske mutationer, der er vigtige for Florida panterforvaltning

Introduktionen af ​​Texas pumas til Florida i 1990'erne som en del af en genetisk redning kan have hjulpet med at redde Florida-pantere fra udryddelse, men det bragte også nogle skadelige mutationer med sig hen ad vejen.

I en ny undersøgelse ledet af UCF viser forskere, at næsten halvdelen af ​​de skadelige mutationer fundet i nyere Florida-pantere kom fra de indførte Texas-pumaer såvel som fra mellemamerikanske pumaer, der blev frigivet i Everglades National Park i 1950'erne og 1960'erne.

Resultaterne, offentliggjort for nylig i Journal of Heredity , pege på vigtigheden af ​​at overvåge Florida panterpopulationsgenetik samt behovet for genetisk at screene eventuelle fremtidige introduktioner.

Florida-panterens befolkning nåede et farligt lavt antal på kun 30 pantere i 1970'erne og 1980'erne, hvilket førte til indavl og frembringelse af afkom med genetiske problemer, herunder hjertefejl, seksuelle defekter såsom kryptorkisme og andre sygdomme.

Genetiske redningsindsatser implementeret i 1990'erne bragte pumaer fra Texas til Florida for at yngle med pantere i Sunshine State. Processen er kendt som genetisk blanding.

Bestræbelserne så ud til at hjælpe, idet Floridas panterpopulation steg til mellem 120 og 230 voksne, ifølge skøn fra Florida Fish and Wildlife Conservation Commission og rapporter om større genetisk diversitet, der nu er til stede i befolkningen.

Men de nye resultater viser, at denne genetiske tilstrømning havde både gode og dårlige mutationer med sig.

"Der er et genetisk signal om, at skadelige mutationer fra forskellige kildepopulationer blev introduceret i Floridas panterpopulation," siger studiets hovedforfatter Alexander Ochoa, en postdoktor i UCF's Institut for Biologi og Genomics og Bioinformatik forskningsklynge.

"Selvom der stadig ikke er tegn på, at disse mutationer dukker op på det fænotypiske niveau, ønsker vi at overvåge Florida-panterens genetiske helbred, fordi tingene også kan gå sydpå ret hurtigt, især hvis deres befolkning forbliver lille," siger Ochoa.

Han siger, at hvis forskerne finder en indikation af, at befolkningens nuværende kondition er faldende, så burde dyrelivsforvaltere måske overveje fremtidige introduktioner og genetiske redningsprogrammer for Florida-pantere.

"Og hvis det er tilfældet, med den information, vi har i hånden, kan vi muligvis vurdere den genetiske sundhed for potentielle kildepopulationer og udpege og udvælge individer, der er bedst egnede til disse introduktioner," siger Ochoa. "Ideelt set ville vi ønske at udvælge individer, der bærer mindre mængder af skadelige eller skadelige mutationer til introduktion."

Overraskende opdagelse

En interessant opdagelse fra den nye forskning var de mellemamerikanske rødder til noget af det skadelige genetiske materiale.

Mellemamerikanske pumaer blev introduceret til Floridas befolkning, specifikt til Everglades National Park, under dårligt dokumenterede udsætninger af pumaer i fangenskab i 1950'erne og 1960'erne.

Som et resultat heraf indeholder Florida-pantere fra Everglades National Park i det sydlige Florida genetiske herkomster fra Mellemamerika og bragte ligesom introduktionen af ​​pumaer fra Texas gode og dårlige mutationer til befolkningen.

Undersøgelsen fandt, at 16% af de skadelige mutationer, der er til stede i Florida-pantere, er af eksklusiv mellemamerikansk oprindelse, mens 33% af disse mutationer er af eksklusiv Texas-oprindelse. Yderligere 4 % af disse skadelige mutationer er af fælles mellemamerikansk og Texas oprindelse.

Til undersøgelsen brugte forskere helgenomsekvenser til at identificere og sammenligne niveauer af mutationsbelastning af pantere fra Florida uden Texas eller mellemamerikanske herkomst (ikke-blandet); Everglades National Park-pantere med mellemamerikanske aner; Texas pumas; og pantere, der havde en blanding af Florida og Texas herkomst.

De så på proportioner af skadelige mutationer og genotyper, der bærer disse mutationer.

Forskerne fandt ud af, at selvom genetisk blanding øgede Florida-panter-fitness ved at opveje ekspressionen af ​​eksisterende skadelige mutationer, er blandede Florida-pantere nu blevet bærere af mange nye skadelige mutationer.

"Jeg forventede, at det genetiske redningsprogram generelt var gavnligt for Florida-pantere," siger Ochoa. "Men samtidig var et af de uventede fund, at en rimelig mængde nye skadelige mutationer fra forskellige kildepopulationer også blev introduceret i Florida-panterpopulationen. Og vi er nødt til at overvåge disse mutationer i nuværende Florida-pantere, fordi det er noget, som Florida-pantere ikke havde før."

Næste trin

Adjunkt i biologi og studiemedforfatter Robert Fitak hjalp med at lede forskningen. Han siger, at Florida-panteren har været en generelt positiv bevaringssucceshistorie, og at den nu også kan tjene som model til at informere om genetiske redninger i andre arter.

"Vi ved, at mange flere arter i fremtiden vil blive truet, lide af alvorlig indavl og skal styres af bevarelsesforanstaltninger såsom genetisk redning," siger Fitak. "Vores resultater vil hjælpe os med at forstå, hvad de potentielle negative genetiske konsekvenser af disse handlinger vil være, eller hvad vi skal være forberedt på."

For Florida-pantere siger Fitak, at de næste skridt bør omfatte sekventering af hele genomer fra flere individer for at udforske fordelingen af ​​skadelige genetiske egenskaber i befolkningen.

"Indtil for nylig har de fleste undersøgelser af vilde dyrs genomer fokuseret på deres tilpasninger, med andre ord de egenskaber, der er gavnlige og specifikke for arten," siger Fitak. "Nu vender vi spørgsmålet rundt og spørger, hvad med de dårlige eller 'skadelige' egenskaber?"

"Vi ved, at den genetiske blanding generelt har været en succes for Florida-pantere, men vi skal være opmærksomme på eventuelle skadelige genetiske blinde passagerer, der følger med på turen," siger han. + Udforsk yderligere

Hvordan Texas puma reddede Florida-panteren