近交清除助力岛屿特有红头林鸽从灭绝边缘复苏的基因组证据

本研究针对濒危物种红头林鸽(Columba janthina nitens)的种群恢复之谜，通过全基因组测序揭示了历史小种群通过长期近交清除(genetic purging)降低有害突变负荷(mutation load)的机制。研究人员发现该物种虽具有80%基因组纯合度(FROH)，但相比广布亚种日本林鸽携带更少有害突变(nonsense SNP)，有效种群大小(Ne)分析显示其经历从数千到不足百个体的瓶颈后仍保持恢复潜力。该成果为岛屿特有物种保护提供了关键基因组学依据，发表于《Communications Biology》。

　　

在生物保护领域，一个长期困扰科学家的谜题是：为何有些濒危物种能在消除外部威胁后迅速恢复，而另一些即使投入大量保护资源仍走向灭绝？这个问题的答案可能隐藏在物种的基因组历史中。红头林鸽——这个仅分布于日本小笠原群岛、曾一度只剩80余只的极危物种，在移除外来猫科动物后三年内竟实现种群数量十倍增长，创造了保护生物学上的奇迹。

京都大学（注：根据第一作者单位"Yuji Isagi 1"对应通讯地址）的研究团队通过比较基因组学揭示了这一反常现象背后的进化机制。研究发现，这个岛屿特有物种虽因长期隔离导致80%基因组呈现纯合状态，却通过"慢动作"的近交过程清除了大部分高度有害突变。这种独特的基因组特征使其避免了近交衰退的典型恶果，为理解小种群持续性提供了新视角。

研究团队运用了三大关键技术：1) 对25个样本（含野生/圈养红头林鸽及日本林鸽）进行全基因组测序（平均覆盖度41×）；2) 基于纯合片段(ROH)和错义突变(nonsense SNP)的遗传负荷分析；3) 利用GONE软件通过连锁不平衡推算近几个世纪的有效种群大小(N_e)变化。样本主要来自小笠原群岛2001-2021年的救助个体及动物园圈养群体。

近交系数与有害突变

基因组分析显示野生红头林鸽平均近交系数(F_ROH)高达0.84，圈养个体达0.88，显著高于日本林鸽(0.02)。但令人惊讶的是，其有害突变比例（nonsense/silent=0.007）反而低于广布亚种(0.013)。

种群历史重建

连锁不平衡分析揭示该物种N_e在1892-1957年间从8204骤降至88，与人类活动高峰期吻合。

圈养群体验证

对119只圈养个体的分析显示近交系数与寿命呈正相关趋势(β=3.75)，与传统遗传负荷理论预期相反，表明该物种可能已清除部分致死当量(lethal equivalents)。

这项研究首次系统论证了历史种群动态如何塑造遗传负荷的时空格局。小笠原群岛的隔离环境使红头林鸽在人类干扰前就通过长期适度近交清除了有害突变，这种"基因组预适应"使其在当代瓶颈期中展现出惊人恢复力。研究为岛屿特有物种保护提供了关键启示：1) 保护策略应考量物种的长期进化历史；2) 基因组监测有助于识别具有恢复潜力的种群；3) 缓慢的近交过程可能比快速瓶颈更有利于维持种群健康。

该成果不仅解释了红头林鸽的复苏奇迹，更建立了历史人口统计学与当代保护实践的桥梁。正如研究者Tsujimoto等指出，这种"清除但低多样性"的基因组状态虽有利于短期恢复，但长期仍需警惕适应潜力下降的风险。这一发现为全球岛屿生态系统的保护提供了新的基因组学框架。