动植物种群的遗传多样性到底受哪些因素影响?
2021-03-22
(2021.1.23 Plant Biotechnology Journal)
一个地区的生物多样性是随着环境的变化而慢慢变化的。但是由于人类对生态环境的入侵和破坏,这样的平衡在短时间内就被打破,造成了明显的生物多样性变化,那么人类改变了生态环境的那个部分从而引起生物多样性变化就非常值得关注,同时如何理解并解释这样的变化对生物多样性的保护起到了重要作用。不同地区生物多样性的差异程度难以被量化,是目前全球生物多样性保护的主要瓶颈。因此,对生物多样性产生影响的因素,及其产生的效应需要被系统地评估。
2020年1月22日,在Nature Communications杂志上发表了来自比利时鲁汶大学,法国国家科学研究中心,英国剑桥大学,法国国立大学研究人员合作完成的关于生物遗传多样性的研究论文。
在论文中,研究人员首先引入当地物种群体遗传多样性(GDp)的概念,并结合8356个物种群(包含有343种动物和384种植物)的遗传差异信息,构建了全球范围内的GDp热度分布图。他们发现,植物的遗传多样性在任何区域都小于动物,表明动物在受到环境变化及人类干预后,产生并保留了更多的遗传变异。频数分布图也显示,动物保留的遗传变异比植物都要多。
進一步,研究人员想知道,物种生活史,地理位置,海拔,气候条件等因素和GDp之间的关系,并尝试将其量化。他们提出了多种模型,并套用到这些物种中,最终发现,动物的体型大小,生存的环境温度,降水量和海拔高低是影响动物种群遗传多样性的重要因素。PBJ非常赞同这个观点,动物的体型大小是其能否在某一地区生存的受制因素之一,同时某一地区的生态状况也直接决定有哪一些动物可以在这生存。
但与此同时,研究人员也发现,植物的生物多样性除了受降水和地理位置影响外,还受自身繁殖方式的影响,即如何散播自己的后代。有一些理论提出“核心-边缘”假说,认为一个区域内部,会存在一个包含有大量该物种的核心区域。由于植物无法移动,所以在核心区域中理论上就会包含有大量该植物个体的存在,它们的遗传差异会比较接近,而边缘地区的个体会因为环境的差异而保留有不同的变异。鉴于此,研究人员深入分析后发,现有一些植物,核心群体和边缘群体的GDP基本没有区别,从一定的角度暗示着这些物种可能只适应该固定区域的环境,是需要被保护的重要对象。
综上所述,研究人员通过对多达百种物种的遗传多样性进行了分析,发现动物的遗传多样性的保留会比较容易,植物的相对比较困难。同时,少数植物可能早已适应某一特定环境,即使通过变异产生的遗传差异也无法带来生长优势,很可能被淘汰,是急需被保护的对象。