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格陵兰雪橇犬Qimmit的起源与多样性:基于古今基因组解析的种群演化与保护启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月11日 来源:SCIENCE 44.7
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为揭示格陵兰土著雪橇犬Qimmit的演化历史与保护挑战,Feuerborn等对92例古今犬基因组进行分析,发现其存在区域性分化、极低欧洲犬基因渗入及独特遗传漂变特征,为气候变化下这一千年工作犬种的保护提供了关键遗传学依据。
在北极严酷环境中,雪橇犬与人类协同演化逾9500年,其中格陵兰的Qimmit(格陵兰雪橇犬)尤为特殊——作为唯一持续800年保持相同工作职能的北极犬种,它们不仅是因纽特文化的核心组成部分,更是研究人类-动物共演化的活化石。然而气候变化、雪地摩托替代及城市化导致其种群数量近20年锐减近半,从2002年的2.5万只降至2020年的1.3万只。更严峻的是,海冰消融直接威胁其传统生存方式,而历史上与欧洲犬的基因交流程度、区域性种群分化机制等科学问题尚未阐明,这些空白严重阻碍了针对性保护策略的制定。
为解答这些问题,国外研究团队在《SCIENCE》发表了一项突破性研究。通过对92例跨越800年的古今Qimmit全基因组测序(覆盖度0.1x-30.6x),结合群体遗传学分析和古DNA技术,首次系统揭示了这一犬种的演化轨迹与当代遗传现状。关键技术包括:1)古今样本的基因组测序与伪单倍型分析;2)基于IBS(状态同一性)距离的邻接树构建;3)Fastsimcoal2群体分化建模;4)FRoH(纯合片段比例)评估近交水平;5)D-statistics检测基因渗入。
Qimmit的起源
研究证实Qimmit与3700年前阿拉斯加古犬Teshekpuk1构成单系群,支持因纽特人快速扩散假说。尽管因纽特口述史记载狼犬杂交行为,但基因组显示狼基因渗入发生在北极犬系早期分化阶段(9500年前),现种群中未检测到近期杂交信号,可能与狼域缩减及杂交后代攻击性导致的繁殖限制有关。
格陵兰犬的区域分化
PCA与FST分析揭示Qimmit存在与人类方言区匹配的地理亚群:西海岸(Kitaa)、东海岸(Tunu)和北部(Avanersuaq)。更关键的是发现已灭绝的东北部前接触种群,其FRoH高达72.7%,反映极端隔离导致的遗传瓶颈。Fastsimcoal2模型支持两波迁移假说:北部种群约1164年前从祖先群分离,东北部种群随后1146年前分出,而西部/东部种群约930年前才分化,这与因纽特"探索-定居"三阶段扩张模式吻合。
欧洲接触的影响
D-statistics显示前接触期Qimmit无欧洲犬基因混合(f4 ratio=0),反驳了与北欧人的早期交流假说。现代种群中仅53.5%个体检测到欧洲 ancestry(均值0.09),远低于格陵兰人的欧洲血统比例(25%),证实1904年起的犬只进口禁令有效性。值得注意的是,被称为"拉布拉多犬"的混血群体实为异质性种群(如1882年样本Nuuk2含71%欧洲 ancestry),与现代拉布拉多猎犬无直接亲缘关系。
遗传多样性现状
尽管长期隔离,现代Qimmit的FRoH(10.4%-53.5%)与澳洲野犬相当,优于近交系品种。区域性分析显示:19世纪东海岸因饥荒导致多样性骤降,20世纪城市化促进基因流动而恢复;而1988年犬瘟热使北部种群损失80%,造成近期杂合度下降。遗传负荷分析警示:若种群持续萎缩,有害突变可能固定化。
这项研究首次通过时间轴基因组揭示了工作犬种在人类活动与自然选择下的微演化过程。其价值不仅在于为Qimmit保护提供基线数据——如维持现有低欧洲 ancestry、控制近交系数——更开创性地通过犬基因组反演人类迁徙史,特别是为已消失的东北部因纽特群体提供了替代性研究材料。随着北极生态剧变,这种将古基因组学与保护遗传学结合的范式,对全球濒危文化伴生物种管理具有示范意义。
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