低遗传多态性与无种群遗传结构：大型食肉动物自然再殖民化进程中的遗传特征

《Conservation Genetics 2.0》：Low genetic polymorphism and no population genetic structure detected during the natural recolonization of a large carnivore to its previous range

为探究欧亚猞猁（Lynx lynx）种群自然范围扩张的遗传影响，研究人员分析其基因组数据，发现无显著遗传结构，对保护有重要意义。

　　

大型食肉动物自然再殖民化的遗传探秘：欧亚猞猁的启示

在广袤的欧洲大陆，大型食肉动物正逐步回归它们曾经的栖息地，开启自然再殖民化的进程。然而，这一过程并非一帆风顺，人类活动导致的栖息地破碎化、人口密度增加以及土地利用模式的改变，都给这些动物的回归之路带来了重重挑战。就拿欧亚猞猁来说，在 20 世纪初期，它们在瑞典几乎被猎杀至灭绝。随着保护措施的实施，猞猁种群数量开始回升，并逐渐向南部地区扩散。

但在这看似简单的种群扩散背后，却隐藏着诸多复杂的遗传学问题。当种群范围扩张时，遗传结构可能会发生变化，这种变化取决于多种因素，比如与源种群的连通性、奠基者效应以及遗传漂变等。如果新种群由少数个体建立，且与源种群的连通性有限，那么就可能出现近交和遗传分化；相反，如果种群在扩张过程中保持着较强的连通性，遗传结构或许不会有明显变化。

此前，人们并不清楚瑞典中部和南部之间的地理障碍（如农田、高速公路等）是否会影响猞猁再殖民化的遗传模式。为了揭开这些谜团，瑞典农业科学大学（Swedish University of Agricultural Sciences）的研究人员开展了一项关于欧亚猞猁种群基因组学的研究，相关成果发表在《Conservation Genetics》上。

研究人员运用了多种关键技术方法。他们从瑞典兽医研究所（SVA）获取了 672 只猞猁的组织样本，这些样本涵盖了不同时间和空间的个体。通过限制性位点相关 DNA 测序（RADseq）技术对样本进行测序，该技术能识别出短 DNA 片段中的单核苷酸多态性（SNPs）。随后，利用 Stacks 软件对短读长序列数据进行组装，并使用 VCFtools 软件进行数据过滤，最终得到 1594 个 SNPs 用于后续分析。此外，还通过计算个体杂合度（包括观察杂合度HO?、预期杂合度HE?）、近交系数FIS?，以及运用种群聚类分析、空间主成分分析（sPCA）和主成分判别分析（DAPC）等方法来评估种群结构。

研究结果

1. 个体杂合度：在整个研究期间和区域内，观察杂合度HO?略低于预期杂合度HE?，平均HE?为 0.347 ± 0.001 SD，平均HO?为 0.343 ± 0.034 SD ，平均近交系数FIS?为 0.014 ± 0.097 SD，表明存在一定程度的近交。但标准差较大，意味着HE?和HO?实际存在重叠，FIS?也与 0 重叠。同时，杂合度和近交系数在纬度梯度和时间上均无显著变化。
2. 种群结构：聚类分析和空间主成分分析均未发现猞猁种群在再殖民化过程中形成明显的遗传群体。聚类分析显示两个遗传群体在空间上完全重叠，空间主成分分析也未将样本划分为不同的离散群体。固定指数FST?估计表明，不同空间和时间群体之间的分化程度较低，区域分组（中部和南部）的平均FST?为 0.011，按时间周期分组时平均FST?为 0.003，按时间周期和区域共同分组时平均FST?为 0.005 。

研究结论与讨论

该研究首次从遗传和基因组角度评估了瑞典猞猁在向南扩张过程中的情况。研究发现，尽管存在自然和人为障碍，但猞猁在向瑞典南部再殖民化的过程中，保持了与中部源种群的连通性，未出现明显的遗传结构变化。这与其他一些因地理障碍导致种群碎片化和近交的大型哺乳动物（如斯堪的纳维亚狼、南加州美洲狮）形成鲜明对比。

同时，研究也指出，斯堪的纳维亚猞猁整体遗传多样性较低，不过相对一些小型、重新引入或隔离的种群，其遗传多样性仍维持在较高水平，这可能得益于其相对较大的种群规模和斯堪的纳维亚地区内的连通性。

此外，研究还存在一定局限性，如样本采集并非随机，可能存在偏差。但总体而言，该研究成果为理解大型食肉动物在人类主导景观中的自然范围扩张提供了重要依据，强调了在猞猁保护和种群扩张过程中，维持功能连通性的重要性。它也为后续研究提供了方向，比如进一步探究不同管理政策对斯堪的纳维亚猞猁种群的影响等。