مروری بر شواهد ژنتیکی کاهش گسترده تنوع ژنی یوزپلنگ‌ها و لزوم حفاظت از جمعیت‌های باقیمانده

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

گروه تنوع زیستی و ایمنی زیستی، پژوهشکده محیط زیست و ‏توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران

چکیده

یوزپلنگ تنها گونه از جنس و زیرخانواده Acinonyx است که روند جمعیت جهانی کاهشی را تجربه می‌کند. این گونه با تغییرات ژنتیکی پایین شناخته می‌شود که نتیجه تجربه دو گردنه بطری در حدود 10000 و 12000 سال پیش است. تمام جمعیت‌های زیرگونه یوز آسیایی در خاورمیانه و جنوب غربی آسیا منقرض شده و ایران آخرین پناهگاه یوز آسیایی در دنیاست. زیرگونه یوز آسیایی در فهرست سرخ اتحادیه بین‌المللی حفاظت در زمره گونه‌های در آستانه انقراض قرار دارد و به دلیل کاهش شدید تنوع ژنی به دلیل کاهش شدید جمعیت ناشی از تخریب زیستگاه، جدایی جغرافیایی و افزایش درون­آمیزی تعداد اندکی از آنها در طبیعت ایران باقی مانده‌ است. دراین پژوهش مروری، بر اعتبارسنجی کاهش تغییرات ژنی در سطوح مختلف نشانگرهای مولکولی آلوزیم­ها، ریزماهواره­ها، دی.ان.ای. میتوکندریایی و نرخ چندشکلی تک­نوکلئوتیدی در کل ژنوم­ یوزپلنگ پرداخته شده است. بررسی‌های مبتنی بر چندشکلی قطعات طولی محدود شونده بیانگر کاهش شدید تنوع ژنومی در بروز تغییرات تک نوکلئوتیدی، تراکم تغییرات تک نوکلئوتیدی، تغییرات تک‌نوکلئوتیدی ژن‌های کد­کننده، ژن‌های مجموعه سازگاری بافتی اصلی و تغییرات تک‌نوکلئوتیدی دی.ان.ای. میتوکندریایی نسبت به سایر گونه‌ها است. کاهش چشمگیر در تغییرات کلی ژنتیکی توسط نشانگرهای ژنومی متعدد با افزایش مرگ و میر توله­ها، ناهنجاری­های شدید در رشد اسپرم، مشکلات مربوط به برنامه­های تکثیر در اسارت و افزایش آسیب پذیری در برابر شیوع بیماری­های عفونی ارتباط دارد. از آنجائی­که علم ژنتیک حفاظت نقش اساسی در حفاظت و مدیریت گونه­ها دارد، نتایج این پژوهش می­تواند در حفاظت ژنتیکی، تولیدمثل در اسارت و مدیریت جمعیت‌های باقی­مانده یوز آسیایی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


  1. خدرزاده، ص. 1394. بررسی ساختار ژنتیکی یوزایرانی. دفتر موزه­های تاریخ طبیعی و ذخایر ژنتیک سازمان حفاظت محیط زیست، تهران.
  2. شمس، ع.، نظامی بلوچی، ب.، رایگانی، ب.، شمس اسفندآباد، ب. تغییرات اقلیمی و اثرات آن بر زیستگاه‌های مطلوب یوزپلنگ آسیایی در مرکز ایران (مطالعه موردی: استان یزد). محیط زیست جانوری. دوره 11. شماره 3. صفحه 1 تا 12.
  3. کرمانی، ف.، رایگانی، ب.، نظامی بلوچی، ب.، گشتاسب، ح. و خسروی، ح. ارزیابی روند تغییرات پوشش گیاهی مناطق خشک و نیمه خشک (مطالعه موردی: منطقه حفاظت شده توران). مهندسی اکوسیستم‌های بیابانی، شماره 17 ، صفحه 1 تا 14.
  4. کرمانی، ف.، احمدی دستجردی، م.ر. نظامی، ب.، محمدی میاب، م.،. 1399. پیش بینی مطلوبیت زیستگاه قوچ و میش، طعمه اصلی یوزپلنگ آسیایی در فلات مرکزی ایران به منظور بهبود مدیریت گونه. زیست شناسی جانوری تجربی. سال9، شماره 1(33)، صفحه 65 تا 80.
  5. نظامی‌بلوچی، ب. یوز آسیایی: بوم‌شناسی و وضعیت یوز آسیایی در ایران جهاد دانشگاهی واحد تهران، سازمان انتشارات.
  6. نظامی بلوچی، ب. عملکرد و دست آوردهای پروژه حفاظت از یوزپلنگ آسیایی در فاز دوم (1389 تا 1397). سازمان حفاظت محیط زیست.
  7. نظامی بلوچی، ب.، جوکار، ه.، کارگر، ر.، زاهدیان، ب. 1398. ارجحیت غذایی یوز آسیایی Acinonyx jubatus venaticus در پناهگاه حیات وحش نایبندان. دو فصلنامه علمی خشک بوم. جلد9، شماره 2. صفحه 43 تا 52.
  8. Allendorf, W. 2016.Genetics and the conservation of natural populations: allozymes to genomes. Molecular Ecology. Vol. 26. pp: 420-430.
  9. Avise, J.C. Phylogeography: The History and Formation of Species. Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts.
  10. Bertschinger, H.J., Meltzer, D.G.A. and van Dyk, A. 2008. Cap­tive breeding of cheetahs in South Africa- 30 years of data from the de Wild Cheetah in Wildlife Centre. Reproduction in Domestic Animals. Vol. 43. pp: 66–73.
  11. Black, W.C., Baer, C.F., Antolin, M.F. and Du Teau, N.M. 2001. Population genomics: genome-wide sampling of insect populations. Annual Review of Entomology. Vol. 46. pp: 441–469.
  12. Charruau, P., Fernandes, C., Orozco-Ter Wengel, P., Peters, J., Hunter, L., Ziaie, H., Jourabchian, A., Jowkar, H., Schaller, G., Ostrowski, S., Vercammen, P., Grange, T., Schlotterer, C., Kotze, A., Geigl, E.M., Walzer, C. and Burger, P. A. 2011. Phylogeography, genetic structure and popu­lation divergence time of cheetahs in Africa and Asia: evidence for long-term geographic isolates. Molecular Ecology. Vol. 20(4), pp: 706–724.
  13. Crosier, A.E., Marker, L., Howard, J., Pukazhenthi, B.S., Henghali, J.N. and Wildt, D.E. 2007. Ejaculate traits in the Namibian cheetah (Acinonyx jubatus): influence of age, season and captivity. Reproduction, Fertility, and Development. Vol. 19(2). pp: 370-82.
  14. Dalton, D.L., Charruau, P., Boast, L. and Kotze, A. 2013. Social and genetic population structure of free-ranging cheetah in Botswana: implications for conservation. European Journal of Wildlfe Research. Vol. 59(2). pp: 281–285.
  15. Dobrynin, P., Liu, S., Tamazian, G., Xiong, Z., Yurchenko, A.A., Krasheninnikova, K., Kliver, S., Schmidt-Kuntzel, A., Koepfli, K.P., Johnson, W., Kuderna, L.F., García- Pérez, R., de Manuel, M., Godinez, R., Komissarov, A., Makunin, A., Brukhin, V., Qiu, W., Zhou, L., Li, F., Yi, J., Driscoll, C., Antunes, A., Oleksyk, T.K., Eizirik, E., Perelman, E., Roelke, M., Wildt, D., Diekhans, M., Marques-Bonet, T., Marker, L., Bhak, J., Wang, J., Zhang, G. and O’Brien, S.J. 2015. Genomic legacy of the African cheetah, Acinonyx jubatus. Genome Biology. Vol. 16. pp: 277.
  16. Driscoll, C.A., Menotti-Raymond, M., Nelson, G., Goldstein, D. and O’Brien, S.J. 2002. Genomic microsatellites as evolu­tionary chronometers: a test in wild cats. Genome Research. Vol. 12 (3). pp: 414–423.
  17. Durant, S., Mitchell, N., Ipavec, A. and Groom, R. 2015. Acinonyx jubatus. The IUCN Red List of Threatened Species 2015: e.T219A50649567.
  18. Farhadinia, M.S., Hunter, L.T.B., Jourabchian, A.R., Hossei­ni-Zavarei, F., Akbari, H., Ziaie, H., Schaller, G.B. and Jowkar, H. 2017. The critically endangered Asiatic cheetah Aci­nonyx jubatus venaticus in Iran: a review of recent distri­bution, and conservation status. Biodiversity Conservation. Vol. 26. pp: 1027–1046.
  19. Freeman, A.R., Machugh, D.E., Mckeown, S., Walzer, C., Mcconnell, D.J. and Bradley, D.G. 2001. Sequence varia­tion in the mitochondrial DNA control region of wild African cheetahs (Acinonyx jubatus). Journal of Heredity. Vol. 86(3). pp: 355–362.
  20. Goldstein, D.B. and Pollock, D.D. 1997. Launching microsatellites: a review of mutation processes and methods of phylogenetic inference. Journal of Heredity. Vol. 88. pp: 335–342.
  21. Kunzel, A., Dalton, D., Menotti-Raymond, M., Fabiano, E., Charruau, P., Johnson, W.E., Sommer, S., Marker, L., Kotze, A. and O'Brien, S.J. 2018. Conservation Genetics of the Cheetah: Genetic History and Implications for Conservation. Elsevier Public Health Emergency Collection. Cheetahs: Biology and Conservation. Vol. 2018. pp: 71–92.
  22. Lewontin, R.C. 1974. Genetic Basis of Evolutionary Change. Columbia University Press, New York.
  23. Marker, L.L., Pearks Wilkerson, A.J., Sarno, R.J., Martenson, J., Breitenmoser-Wursten, C., O’Brien, S.J. and Johnson, W.E. 2008. Molecular genetic insights on cheetah (Acinonyx ju­batus) ecology and conservation in Namibia. Journal of Heredity. Vol. 99 (1). pp: 2–13.
  24. Menotti-Raymond, M. A. and O’Brien, S. J. 1993. Dating the ge­netic bottleneck of the African cheetah. Genetics. Vol. (8). pp: 3172-3176.
  25. Morin, P.A., Luikart, G., Wayne, R.K. 2004. SNPs in ecology, evolution and conservation. Trends in Ecology & Vol. 19. pp: 208–216.
  26. O’Brien, S.J., Roelke, M.E., Marker, L., Newman, A., Win­kler, C.A., Meltzer, D., Colly, L., Evermann, J. F., Bush, M. and Wildt, D.E. 1985. Genetic basis for species vulnerability in the cheetah. Science Vol. 227(4693). pp: 1428-1434.
  27. O’Brien, S.J., Wildt, D.E., Bush, M., Caro, T.M., Fitzgibbon, C., Aggundey, I. and Leakey, R.E. 1987. East-African chee­tahsevidence for two population bottlenecks. Sciences. Vol. 84(2). pp: 508-511.
  28. O’Brien, S.J., Wildt, D.E., Goldman, D., Merril, C.R. and Bush, M. 1983. The cheetah is depauperate in genetic variation. Sciences. Vol. 221(4609). pp: 459-462.
  29. Pearks Wilkerson, A.J., Teeling, E.C., Troyer, J.L., Bar-Gal, G.K., Roelke, M., Marker, L., Pecon-Slattery, J. and O’Brien, S.J. 2004. Coronavirus outbreak in cheetahs: lessons for SARS. Current. Biology. Vol. 14(6). pp: R22-R228
  30. Pearse, D.E. 2016. Saving the spandrels? Adaptive genomic variation in conservation and fisheries management. Journal of Fish Biology Vol. 89. pp: 2697-2716.
  31. Schlotterer, C. 2004. The evolution of molecular markersjust a matter of fashion? Nature Reviews Genetics. Vol. 5. pp: 63–69.
  32. Shafer, A.B.A., Wolf, J.B.W., Alves, P.C., Bergstro¨ m, L., Bruford, M.W., Bra¨nnstro¨ m, I., Colling, G., Dale´n, L., De Meester, L., Ekblom, R., Fawcett, K.D., Fior, S., Hajibabaei, M., Hill, J.A., Rus Hoezel, A., Ho¨ glund, J., Jensen, E.L., Krause, H., Kristensen, T. N., Kru¨ tzen, M., McKay, J.K., Norman, A.J., Ogden, R., O¨ sterling, E.M., Ouborg, N.J., Piccolo, J., Popovic´, D., Primmer, C.R., Reed, F.A., Roumet, M., Salmona, J., Schenekar, T., Schwartz, M.K., Segelbacher, G., Senn, H., Thaulow, J., Valtonen, M., Veale, A., Vergeer, Ph., Vijay, N., Vila`, C., Weissensteiner, M., Wennerstro¨m, L., Wheat, Ch.W., and Zielin´ ski, P. 2015. Genomics and the challenging translation into conservation practice. Trends in Ecology andVol. 30. pp: 78–87.
  33. Sommer, S. 2005. The importance of immune gene variabil­ity (MHC) in evolutionary ecology and conservation. Frontierz in Zoology. Vol, 2. p 16.
  34. Sunnucks, P. 2000. Efficient genetic markers for population biology. Trends in Ecology & Evolution. Vol. 15. pp: 199–203.
  35. Terrell, K.A., Crosier, A.E., Wildt, D.E., O’Brien, S.J., Antho­ny, N.M., Marker, L. and Johnson, W.E. 2016. Continued de­cline in genetic diversity among wild cheetahs (Acinonyx jubatus) without further loss of semen quality. Biology and Con­servation. Vol. 200. pp: 192–199.
  36. Wildt, D.E., Swanson, W., Brown, J.L., Sliwa, A. and Vargas, A. 2010. Felids ex situ: managed programmes, research, and species recovery. Biology and Conservation of Wild Felids. Oxford University Press, Harvard University Press. pp: 217-235.
  37. Yuhki, N. and O’Brien, S.J. 1994. Exchanges of short polymor­phic DNA segments predating speciation in feline major histocompatibility complex class I genes. Journal of Molecular Evolution. Vol. 39(1). pp: 22-33.
  38. Yuhki, N., Mullikin, J.C., Beck, T., Stephens, R. and O’Brien, S.J. 2008. Sequences, annotation and single nucleotide polymorphism of the major histocompatibility complex in the domestic cat. PLoS One. Vol. 3(7). pp: e2674.
  39. Zahedian, B. and Nezami, B. 2019. Cheetah (Acinonyx jubatus venaticus) (Felidae: Carnivora) feeding ecology in Central Plateau of Iran and effects of prey weak management. Journal of Wildlife and Biodiversity. Vol. 3(1). pp: 22-30.