An impact of sex-biased dispersal on population demography of brown bear

性别偏见扩散对棕熊种群数量的影响

基本信息

批准号：
22KJ0055
负责人：
遠藤優
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、オスに偏った分散をするヒグマを対象に、分散様式の性差が生物の集団形成にどのような影響を及ぼすのか評価することを目的としている。そのために、個体群内、個体群間という2つの異なる空間スケールを対象にゲノム解析を実施し、遺伝子流動の規模と、分散様式の性差を含めた遺伝子流動に影響を与える要因との関連性を明らかにする。まず、オスに偏った分散が個体群内の集団構造にどのような影響を与えるか明らかにするため、北海道のヒグマ49個体を対象にddRAD-seq法によって得られた変異情報から、常染色体およびX染色体を対象とした集団解析を実施し、遺伝様式の異なる領域間で結果を比較した。核ゲノムではオスに偏った分散により遺伝的均一化が進行する一方、地域間で遺伝的分化の度合いにおいてわずかに違いがあることが明らかになった。またこの違いが生じた要因として、最終氷期最盛期前後に起こったボトルネック及び生息適地の減少、低地による分布拡大の制限があることが示唆された。これらの結果から、オスに偏った分散は、一度縮小した個体群において、数千年程度というわずかな期間で集団形成を促進するはたらきがあるといえる。次にオスに偏った分散が個体群間の違いに与える影響を明らかにするため、ユーラシア大陸のヒグマ7個体を対象に全ゲノム解析を実施した。ユーラシア大陸中央の一部地域において、固有のミトコンドリアDNAハプロタイプが確認される個体群は、核ゲノムでも他の個体群と遺伝的に異なることが示された。また近縁種ホッキョクグマとの交雑を推定したところ、X染色体では北米の一部地域でしか交雑の痕跡が確認されない一方、常染色体では北米以外の広範な地域において交雑の痕跡が確認され、地理的に不連続な地域で残っていることが示された。これらの結果から、オスに偏った分散の規模によって、個体群ごと集団史に違いが生じていると考えられる。

本研究的目的是评估扩散模式中的性别差异如何影响棕熊的种群形成，棕熊的扩散模式偏向雄性。为此，我们在两个不同的空间尺度（种群内和种群间）进行了基因组分析，并研究了基因流的规模与影响基因流的因素之间的关系，包括揭示传播模式中的性别差异。首先，为了阐明雄性偏向扩散如何影响种群内的种群结构，我们分析了使用 ddRAD-seq 方法获得的北海道 49 只棕熊的突变信息，并进行了针对 X 染色体的种群分析。具有不同遗传模式的区域之间的结果。尽管由于男性偏向的扩散，核基因组的遗传同质化正在进展，但很明显，区域之间的遗传分化程度存在细微差异。也有人认为，这种差异是由于上一个冰河时代前后出现的瓶颈、适宜栖息地的减少以及低地对分布扩张的限制造成的。从这些结果可以说，男性偏向的扩散具有在短短几千年的时间内促进曾经萎缩的种群形成群体的作用。接下来，为了阐明雄性分布对种群之间差异的影响，我们对来自欧亚大陆的七只棕熊进行了全基因组分析。研究表明，在欧亚大陆中部的一些地区，具有独特线粒体 DNA 单倍型的种群在遗传上与其他种群不同，甚至在核基因组中也是如此。此外，当我们估计与密切相关的物种北极熊的杂交时，我们发现虽然仅在北美的某些地区确认了 X 染色体的杂交痕迹，但在广泛的地区都确认了常染色体的杂交痕迹。北美以外的地区，并且表明它们仍然处于不连续区域。这些结果表明，每个种群的种群历史根据男性偏向扩散的规模而有所不同。