随着大自然逐渐走向更热、更干燥、更严酷的未来,新的保护工具——种子库和冷冻动物园、基因编辑和辅助基因流动——有望帮助陷入困境的动植物种群。要点:新方法必须结合物种为当地环境进化的优势。

生物学家提出了以当地方式指导保护以应对气候变化影响的案例

一群在BioScience上撰文的生物学家证明,当栖息地受到气候变化的挑战时,理解当地适应的创新现在可以成为创造第二次机会的有力工具。

生物学家在确定物种为适应环境而进化的获胜策略方面做得更好。这导致了新的进步,可以通过了解允许生物容忍气候变化的潜在遗传学来利用这些策略。该信息可用于针对个体进行低温保存或储存——冷冻植物种子或动物细胞,这些植物或动物细胞对热应激有弹性,或因气候变化而面临灭绝的最大风险。

理解和技术的协同作用可能会创造出某些物种的最后选择。

密歇根州立大学自然科学学院综合生物学助理教授MariahMeek说:“我们现在拥有工具来识别和研究许多保护进口物种的本地适应性,这真是令人兴奋。”.“过去,这种理解仅限于可以在受控实验中操纵和生长的丰富且经过深入研究的物种。这确实阻碍了我们了解那些难以在受控环境中饲养的物种的局部适应性的机会。现在我们可以应用它理解以帮助设计我们的保护行动并改善结果。”

2018年,在北美保护生物学大会保护生物学学会保护遗传学工作组主办的一次特别会议上,一群生物学家齐聚一堂,就保护如何利用关于当地适应的新兴知识进行了头脑风暴。气候变化的影响是明显的催化剂,因为所有人都看到了对他们研究的种群的快速影响——鱼类、鸟类、野花、青蛙和哺乳动物。

米克说,从这次讨论中开始探索如何将新科学应用于保护挑战,以提供更多工具将可能性转化为行动。

例如,保护管理者现在能够识别出正在努力适应环境变化的动植物种群,以利用来自更健康种群的人类辅助基因流作为目标。辅助基因流动正在将被确定为具有理想适应性和基因型的个体引入正在努力使下一代更具弹性的人群中。

“这种方法不仅可以用来为苦苦挣扎的种群注入新的遗传变异,这是自然选择的原材料,而且还可以用来预先适应应对快速环境变化的种群,”助理教授SarahFitzpatrick说。综合生物学和WKKellogg生物站教员。“如果执行得当,这个动作可以促进长期坚持。”

Meek实验室正在研究控制溪鳟对热应激耐受性的遗传学,这是美国东部唯一一种因水温升高而受到严重威胁的本地鳟鱼。Meek和她的团队正在将常见的花园研究与基因组测序和气候预测相结合,以确定哪些种群在变暖的温度下面临最大的风险,以及哪些种群可能蕴藏着持续到未来所需的遗传多样性。这些信息可以帮助指导保护行动,例如将一些被认为能够适应变暖温度的鳟鱼转移到受威胁的种群中,以促进溪鳟鱼的长期生存。

密歇根州立大学校长博士后研究员CinnamonMittan-Moreau说,有关供体本地适应的信息有助于确定将新个体介绍给苦苦挣扎的人群的最佳来源,并补充说,“重要的是,有关本地适应的信息必须结合物种生物学和威胁方面的专业知识。”

此外,Mittan-Moreau说,保护必须仍然是一项全局性的努力。例如,如果对一个物种的最大威胁是栖息地可用性,那么栖息地恢复可能比增加遗传多样性或引入潜在的适应性特征具有更高的优先级。还必须考虑疾病或后勤限制等因素。野生动物管理者和遗传研究人员之间的合作对于确定最重要的特征以研究当地适应性以及采取最实际可行的管理措施至关重要。

除了Meek、Mittan-Moreau和Fitzpatrick,他们都是密歇根州立大学生态学、进化和行为计划的成员,“了解当地的适应性,让人们为气候变化做好准备”由ErikBeever、SoraiaBarbosa、NicholasFletcher、BrendanReid撰写,ShaneCampbell-Staton、NancyGreen和JessicaHellmann。