海南長(zhǎng)臂猿（ Nomascus hainanus ）是全球最稀有的靈長(zhǎng)類之一（圖1），被列為國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物和國際自然保護(hù)聯(lián)盟（ IUCN ）物種紅色名錄 “ 極危 ” 物種，也是海南熱帶雨林國家公園的旗艦物種。受森林砍伐和棲息地喪失等人類活動(dòng)影響，其野外種群自上世紀(jì) 50 年代起持續(xù)下降 。 到 2003 年時(shí)，其野外種群僅剩約 13 只個(gè)體、 2 個(gè)家庭群。 經(jīng)過數(shù)十年的持續(xù)保護(hù)與科研投入，截至 2024 年，海南長(zhǎng)臂猿已恢復(fù)至 42 只個(gè)體 、 7 個(gè)家庭群，其種群回升 被國際公認(rèn)為 極危物種保護(hù) 的成功實(shí)踐 。

圖1 海南長(zhǎng)臂猿 （ Nomascus hainanus ）丨圖片來源： 作者團(tuán)隊(duì)

長(zhǎng)期以來，人們普遍認(rèn)為海南長(zhǎng)臂猿種群的恢復(fù)主要得益于保護(hù)行動(dòng)的持續(xù) 投入 ，但該物種自身的遺傳狀況是否也在這一過程中發(fā)揮了作用，卻鮮有研究。這一問題長(zhǎng)期難以回答， 一個(gè)重要原因在于， 海南長(zhǎng)臂猿終生活動(dòng)于熱帶雨林高大的樹冠層，行動(dòng)隱秘而敏捷，獲取血液等高質(zhì)量 DNA 樣本不僅極為困難，也可能對(duì)個(gè)體造成干擾（圖1）。相比之下，糞便等非損傷性樣品成為少數(shù)可行的研究材料，但這類樣本中宿主 DNA 含量極低（約 1% ），在高溫高濕的雨林環(huán)境中還容易降解，并混雜大量食物殘?jiān)臀⑸?DNA（圖2）。這些特性使得糞便基因組數(shù)據(jù)長(zhǎng)期被認(rèn)為難以獲得足夠可靠的遺傳信息，其潛在誤差也缺乏系統(tǒng)評(píng)估，從而限制了糞便基因組學(xué)在 動(dòng)物保護(hù)實(shí)踐 中的應(yīng)用。

圖2 熱帶雨林環(huán)境與糞便樣本對(duì)基因組研究的挑戰(zhàn)

為 解答上述科學(xué)難題 ， 2 026 年 2 月 1 1 日 ，中國科學(xué)院動(dòng)物研究所 詹祥江 團(tuán)隊(duì) 在 Science Advances 在線發(fā)表題為 Genetic legacy and recent cross of two ancient lineages underlie the rebound of the world ’ s rarest primate 的研究論文 （ Feature Artic le ） 。 該 研究基于 一套 可靠的糞便基因組數(shù)據(jù)獲取流程， 系統(tǒng) 揭示了海南長(zhǎng)臂猿 種群 “絕處逢生”所依賴 的遺傳 基礎(chǔ) 。

研究人員以海南長(zhǎng)臂猿糞便樣本為研究對(duì)象，構(gòu)建了一套嚴(yán)格而穩(wěn)定的 非損傷性 基因組研究流程，對(duì)樣本采集、宿主 DNA 富集、基因組數(shù)據(jù) 產(chǎn)生 及質(zhì)量控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)（圖3）。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)糞便基因組數(shù)據(jù)中可能存在的誤差進(jìn)行了定量評(píng)估，結(jié)果顯示，該類數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤率處于較低水平（圖3），能夠支撐穩(wěn)健的種群遺傳學(xué)分析。這一流程的建立，為今后在遺傳學(xué)研究和野生動(dòng)物保護(hù)中更廣泛、更大規(guī)模地使用 非損傷性 樣本奠定了基礎(chǔ)。

圖 3 海南長(zhǎng)臂猿糞便基因組數(shù)據(jù)獲取及質(zhì)量控制技術(shù)流程圖

基于獲得的高質(zhì)量糞便基因組數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，海南長(zhǎng)臂猿能夠從極端低谷中逐步恢復(fù)，不僅與近幾十年的保護(hù)努力有關(guān)，也與其進(jìn)化歷史中積累的 “ 遺傳遺產(chǎn) ” 密切相關(guān)。 在較早的進(jìn)化時(shí)期，海南長(zhǎng)臂猿曾經(jīng)歷過一次千年 尺度 的種群回升，這一過程在遺傳層面上緩沖了更早之前與末次冰期相關(guān)的種群瓶頸所帶來的不利影響，使其保留下相對(duì)豐富的遺傳變異。與此同時(shí)，海南長(zhǎng)臂猿基因組中存在高水平的局部重組，有助于減少有害突變的積累、降低遺傳 負(fù)荷 ，并維持對(duì)生存有利的功能性遺傳變異。這兩方面 特點(diǎn) ，可能共同幫助海南長(zhǎng)臂猿在近期種群低谷時(shí)， 緩沖了小種群負(fù)面遺傳效應(yīng)的影響 ，為其 長(zhǎng)期 存續(xù) 奠定了基礎(chǔ)。

研究還揭示了一個(gè)此前 在海南長(zhǎng)臂猿中 未被認(rèn)識(shí)的重要現(xiàn)象： 現(xiàn)今 海南長(zhǎng)臂猿種群 存在著 兩條 來源不同、歷史久遠(yuǎn)的遺傳支系（ lineage ）。來自于這兩個(gè)支系的長(zhǎng)臂猿個(gè)體 已在自然狀態(tài)下發(fā)生 雜交 。 模型模擬顯示，這種雜交方式可以減少近親繁殖的影響，使后代擁有更豐富的遺傳組合，從而 提高 整個(gè) 種群增長(zhǎng) 的 潛力，并顯著降低未來 走向滅絕的風(fēng)險(xiǎn) 。這兩條古老 “ 血統(tǒng) ” 的自然融合，很可能 正在 成為推動(dòng)海南長(zhǎng)臂猿種群持續(xù) 恢復(fù) 的 另一重要內(nèi)在力量 。

總體而言，該研究強(qiáng)調(diào)了在瀕危物種保護(hù)中整合種群歷史、基因組特征與行為生態(tài) 等多方面 信息的重要性。同時(shí)，所建立的糞便基因組學(xué)研究流程及其低錯(cuò)誤率表現(xiàn)，展示了非 損傷性 樣本在野生動(dòng)物遺傳研究中的巨大潛力，為未來 瀕危物種 保護(hù)提供了新的工具和思路。

該研究由中國科學(xué)院動(dòng)物研究所侯羨博士、潘勝凱博士，以及北京林業(yè)大學(xué)徐基良教授為共同第一作者；中國科學(xué)院動(dòng)物研究所詹祥江研究員、貴州師范大學(xué)周江教授為共同通訊 作者。 工作 得到了中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所付巧妹研究員、英國倫敦動(dòng)物學(xué)會(huì)動(dòng)物研究所 Jinliang Wang 博士等 的支持與幫助。

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw3298

制版人： 十一

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