由伦敦大学学院 (UCL) 的研究人员领导的一项最新研究揭示了黑猩猩具有基因适应性,使其能够在多种栖息地中茁壮成长,包括森林和草原,其中一些适应性可能提供对抗疟疾的保护。
作为我们最亲近的生物亲属,黑猩猩与人类共享超过 98% 的 DNA。研究人员声称,他们的研究结果发表在《科学》上,不仅阐明了我们的进化历史,还增强了我们对人类疟疾生物学的理解。
由于栖息地丧失、偷猎和传染病等各种威胁,黑猩猩目前正面临灭绝的风险。通过表明气候变化和土地使用等不同因素如何对不同的黑猩猩种群产生不同的影响,这项研究所获得的见解可能对保护工作提供帮助。
UCL 遗传学研究所的首席作者艾达·安德烈斯教授表示:“现今只有几十万只黑猩猩存在,它们栖息在东非到大洲西部的多种环境中,包括浓密的热带雨林和广阔的林地和草原。这种独特的情况使它们与其他所有仅生活在森林地区的猿类物种区别开来,只有人类是例外。”
“我们的研究表明,除了行为变化外,各种黑猩猩群体也发展了帮助它们在特定环境中生存的基因变异。”
“考虑到黑猩猩面临气候变化和人类引起的干扰等多重威胁,保护它们的基因多样性对于确保它们作为一种智慧物种的韧性和长期生存至关重要。”
为了探索基因适应性,来自非洲、欧洲和北美机构的国际研究团队在尽量减少干扰的情况下收集了难以捉摸的野生黑猩猩的 DNA。他们通过分析通过泛非计划:培养黑猩猩 (PanAf) 收集的粪便样本来实现这一点。先进的实验室技术使研究团队能够进行迄今为止对濒危哺乳动物局部适应性最大的研究。
研究人员分析了来自 828 只野生黑猩猩的外显子,即基因组中编码蛋白质的部分,将最终分析缩小到来自 30 个不同种群的 388 个体,这些个体跨越四个黑猩猩亚种的地理和生态谱系。通过将遗传数据与每个种群环境的信息对比,他们识别出在特定区域更为普遍的特定遗传变异,表明这些变异为特定栖息地的生存提供了优势。
他们发现生活在森林地区的黑猩猩中与疾病相关的基因存在基因适应的迹象,那里的病原体特别丰富。最强的证据指向与疟疾相关的基因。特别是与人类疟疾抵抗相关的两个基因 GYPA 和 HBB(导致镰刀型细胞贫血)也被发现,表明黑猩猩存在类似的适应性反应。
这表明疟疾对野生森林黑猩猩构成重大风险,并突显了对疟疾寄生虫的适应可能在黑猩猩和人类中通过相似的基因变化独立发生。
UCL 遗传学研究所的第一作者哈里森·奥斯特里奇博士表示:“类人猿之间的紧密基因相似性使得像疟疾和 HIV/AIDS 这样的疾病能够从猿类传播到人类。因此,研究野生黑猩猩对于理解这些和其他人类传染病极为重要,可能有助于新疗法或疫苗的开发。”
“在黑猩猩中发现与影响人类抵抗能力相同的基因因素相关的疟疾适应从进化的角度来看尤其值得注意,因为这暗示了对疟疾寄生虫进化抵抗的通道是有限的。”
研究还表明,黑猩猩已适应草原环境,该环境的特点是气温较高、降雨量减少和食物匮乏。对生活在草原的黑猩猩的研究可能为我们的人类祖先在数百万年前如何适应类似条件提供见解,当时他们从森林生活转向草原。
合著者、泛非计划的共同主任、德国森肯堡自然历史博物馆的 Hjalmar Kuehl 博士指出:“这项关于黑猩猩局部适应性的新研究得益于来自国际科学家团队的卓越合作,他们努力收集非侵入性数据,包括来自黑猩猩栖息地的粪便样本。”
另一位合著者、来自德国马克斯·普朗克进化人类学研究所的 PanAf 共同主任米米·阿兰杰洛维奇博士表示:“我们邀请所有对我们的研究感兴趣的人以社区科学家的身份参与 ChimpandSee.org,在那里个人可以帮助注释与黑猩猩种群相关的遗传样本收集的视频。”