基因组学将如何支持大猩猩保护

博士。马格达莱娜·贝尔梅霍 (Magdalena Bermejo) 在刚果共和国热带雨林深处一栋 50 平方米的房子里打电话。她的家和研究站位于奥扎拉-科库亚国家公园西南边界，是萨宾·普拉特纳非洲慈善机构 (SPAC) 世界级实地站网络 (WCFS-网络) 的一部分，是少数仍然可以对高密度西部低地大猩猩种群进行大规模研究的地方之一。

该站是 SPAC WCFS 网络的负责人兼首席研究员 Magdalena、她的丈夫 German Illera 以及其他七位科学家的永久住所和实验室。来自布拉柴维尔 Marien Ngouabi 大学和国际大学的 30 多名学生、教授和科学家定期访问该空间站，参与正在进行的支持这一濒危物种生存的研究项目。

“与灵长类动物学家一起在野外工作对于科学和保护来说非常重要。“实验室里有遗传学家，”马格达莱娜说。她相信在保护物种方面应该采取多学科方法，将科学家、学者、环保人士、当地居民，甚至政治家——她广泛的网络中的所有人聚集在一起。“机构之间合作比竞争更好。我们必须为了更大的保护目的而合作，而不是保护数据。”

被国际自然保护联盟 (IUCN) 列为极度濒危物种，目前仍有大约 360,000 只西部低地大猩猩仍生活在野外。然而，偷猎、栖息地破坏和疾病正在威胁着它们的生存。尽管有国际保护法，非法贩运仍在继续。

在西非和中非，有组织的犯罪网络捕获或杀死猿类，并将其非法出口以供消费、私人动物园和战利品。根据联合国教科文组织和环境署的报告《被盗的猿：黑猩猩的非法贸易》猩猩、倭黑猩猩和红毛猩猩，六年内至少有 98 只大猩猩被从野外捕获。 2005 年至 2011 年间，据记录，超过 1,808 只黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩和红毛猩猩在野外被捕获用于非法贸易。然而，联合国教科文组织和环境署认为，消失的动物数量实际上远远多于记录的数量。由于仅在捕获一只个体时就有如此多的人死亡或被杀，据推测，2005 年至 2011 年间，有多达 22,218 只类人猿消失。这反过来又对该地区的生物多样性意味着灾难性后果。

对于从偷猎者手中救出并随机安置在保护区的大猩猩来说，结果也可能是毁灭性的。大猩猩具有高度结构化的社会行为，当被迫与新群体生活在一起时常常会死亡。尤其是幼年大猩猩，很容易受到压力和疾病的影响。了解大猩猩的起源种群，有可能让它们返回野外对于它们的生存至关重要。

使用安装在树上的摄像头，马格达莱娜和灵长类动物学家能够观察每个群体高度复杂的社会行为。这些相机能够捕捉令人难以置信的细节，包括一只大猩猩仅通过眼神交流与另一只大猩猩交流等微妙的行为。

确定大猩猩的起源种群

今天，Magdalena 与巴塞罗那庞培法布拉大学比较基因组学小组负责人 Tomas Marques-Bonet 以及 Illumina iConserve 项目合作，绘制大猩猩种群在其栖息地范围内的遗传变异图谱。目前，还没有可靠的分子测试来对被没收的大猩猩进行基因分型，也没有方法来识别大猩猩的起源种群。其使命是创建所有国家和国家公园的第一个大猩猩基因组图谱，以便对未来从野外捕获的大猩猩进行测序和匹配o 他们的原籍人口。该工具将有助于它们重新安置到靠近其起源的避难所，从而增加成功重新引入其本土群体的机会。

“每年都有数以千计的动物被转移，问题是遣返它们非常困难，”该项目的首席研究员托马斯说。 “没有大猩猩来自哪里的地图集，因为没有法医工具来对这些动物进行地理定位。但是大猩猩的统计基因组分布图将使我们能够了解基因组从东到西、从北到南的变化。”

对大猩猩 DNA 进行测序

为了开始建立大猩猩基因组变异的存储库，全球灵长类动物学家网络正在以大猩猩粪便的形式提供样本。一些贡献者收集了大量粪便，他们出于各种目的进行研究，而其他贡献者今年将前往实地获取粪便。用于测序的 esh 样本。

第一个挑战是从许多不同地点获取数千个样本的物流，第二个挑战是测序技术。在临床基因组学中，样本通常来自人类血液或组织，DNA 100% 是人类的，但在这个项目中，样本经过动物的消化道，只提取少量细胞。 “当我们从粪便中提取 DNA 时，通常不到 1% 是大猩猩 DNA，99% 是细菌 DNA，”Tomas 解释道。为了得到好的结果，他必须在分子实验室中富集大猩猩的DNA。

博士。玛格达莱娜·贝尔梅霍 (Magdalena Bermejo) 在不同时期被称为西部低地大猩猩中的珍·古道尔 (Jane Goodall) 和戴安·福西 (Dian Fossey)。在自然资源保护主义者和学者中，她被认为是这些动物方面的世界领先权威。 Magdalena 在 SPAC WCFS-Network 的工作由 Hasso Plattner 基金会资助。

玛格达勒ena 和 Tomas 的目标还包括培训当地科学家、教授和附近 Université Marien Ngouabi 大学的学生使用新一代测序 (NGS) 技术和方法对未来被没收的大猩猩进行测序，并使当局能够迅速采取行动。除了通过将类人猿送回本土群体来提高其存活率之外，基因组图谱还可以帮助当局了解动物被偷猎的地点，从而帮助当地保护和管理机构开展保护工作。

“像这样的项目是一个前所未有的机会，可以向类人猿群体展示基因组学是一种有效的保护工具，”托马斯说。 “这是解决多方面问题的另一个角度，即如何保护物种。”

Magdalena 的团队使用 60 多个高分辨率相机“陷阱”监测和研究约 800 只西部低地大猩猩。每个大猩猩群由 5 到 30 只印度人组成个体会在镜头前度过大约两到三个小时——青少年和婴儿在镜头前触摸、嗅觉和玩耍，而成年人则挖掘树根并吃掉。

利用基因组学影响保护

来自 Tomas 瑞典乌普萨拉大学、纽约大学、捷克科学院和 SPAC 合作者的数百个样本目前正在巴塞罗那国家基因分析中心 (CNAG) 进行测序。 “Illumina iConserve 是一项非常具有前瞻性的举措，”CNAG 总监 Ivo Gut 说道。在项目的初始阶段，他提供了困难样本测序和方案开发方面的专业知识。第二阶段将促进该项目在刚果当地的继续进行。 “我们有能力开展基础工作，并以此为当地人提供工具，利用下游技术来保护和捍卫他们的当地遗产。”

刚果人支持尽管我们已经了解了这些研究和新方法，但马格达莱娜仍在继续进行教育——甚至包括科学界的教育。

“当我们网络中的人说，‘为什么是基因组学？这不是我们的专业知识。’我告诉他们，‘好吧，在我职业生涯的初期，我并没有研究大猩猩的认知神经科学，’”Magdalena 说。 “但我现在知道的是，如果我们不尝试回答更复杂的科学问题并愿意与国际专家群体合作，那么我们将永远无法在保护这一宏伟物种方面产生影响。”

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