科学家对濒危鲨鱼的基因组进行测序取得突破

大锤头鲨和短鳍灰鲭鲨的第一个染色体水平基因组序列表明，这两个物种在25万年的历史中都经历了大规模的种群数量下降。极度濒危的双髻鲨的遗传多样性低和近亲繁殖迹象令人担忧，其过度捕捞的种群数量急剧下降。具有更高水平的遗传多样性，短鳍灰鲭鲨可能更能适应环境变化;也就是说，如果当前对他们的捕鱼压力大大降低。

MahmoodShivji教授说：“通过以高分辨率破译它们的整个基因组，我们可以更好地了解这些濒危物种的进化史。”

这是一张令人吃惊的图片，描述了鲨鱼保护科学的一个里程碑。Shivji教授、MichaelStanhope教授和他们的合作者通过对大锤头鲨和短鳍鲭鲨的基因组(完整的遗传蓝图)进行染色体水平测序来回顾历史。他们的DNA时间线显示，他们的人口在25万年间大幅下降。

科学家们还发现了更令人担忧的事情：大锤头鲨的遗传变异性较低，这使得它们无法适应我们瞬息万变的世界。该物种还显示出近亲繁殖的迹象，这一问题会降低其种群的生存能力。然而，短鳍灰鲭鲨表现出更高的多样性和有限的近亲繁殖，这是阴郁的保护气候中的一线希望。

了解如此大的时间范围内的变化可以将这些濒危动物的当前保护状况纳入背景。结果可以帮助指导我们制定更细致的鲨鱼管理策略。

研究结果发表在iScience的一篇论文中，题为“濒临灭绝的大锤头鲨和短鳍灰鲭鲨的基因组揭示了历史性的种群数量下降和大锤头鲨的高水平近亲繁殖。”该研究由康奈尔大学斯坦霍普教授和拯救我们的海洋基金会鲨鱼研究中心主任和新星东南大学盖伊哈维研究所主任Shivji教授领导，合作者来自康奈尔大学、新星东南大学、天普大学、州长州立大学和圣地亚哥动物园野生动物联盟。

科学家们获取并组装了大双髻鲨和短鳍鲭鲨的整个基因组序列，并将它们的基因组与鲸鲨、白鲨、褐带竹鲨和云猫鲨的可用基因组信息进行了比较。他们的方法读起来就像科学侦探在拼凑复杂的谜题：从微小的DNA片段中依次拼凑出不同的序列，就像一幅巨大的拼凑挂毯，详述了生命的蓝图。达到染色体水平代表了最新的高质量全基因组序列研究——对于像鲨鱼这样拥有巨大基因组的物种来说，这是一项棘手的壮举。

短鳍灰鲭鲨表现出更高的多样性和有限的近亲繁殖，这是阴郁的保护气候中的一线希望。学分：西蒙·希尔伯恩

先进技术的应用出现在鲨鱼和鳐鱼惨淡的报告中。

“基因组研究的技术进步意味着DNA测序方法现在更加强大和高效，”斯坦霍普教授说。“我们可以应用这些新技术来深入了解这种生物，我们希望可以利用这些信息来保护鲨鱼和鳐鱼。”

虽然我们并不确切知道近亲繁殖对鲨鱼的影响，但狼和猎豹的研究表明，随着时间的推移，问题特征会逐渐出现。结果往往是降低了物种的存活率。大双髻鲨的情况令人担忧——过度捕捞并交易它们的鳍。但如果没有这些关键的遗传见解，我们将无法改变他们目前对弱势群体的管理方式。

研究人员对夸大结果持谨慎态度。

“遗传学已经取得进步，染色体水平的基因组是物种参考质量基因组的期望。然而，保护研究提出了自己的挑战，要始终如一地实现这一目标，并以其他领域预期的分辨率。”Shivji教授补充说，“从濒临灭绝的海洋脊椎动物中获取组织样本是一个主要障碍。你可以用来自单个鲨鱼的单个组织样本组装基因组，但理想的情况是对来自海洋不同部分的多个个体的基因组进行测序范围，这是一项道德上困难且代价高昂的努力。”

事实上，研究人员表示这是他们当前研究的局限性。处理濒危物种的伦理限制意味着保护遗传学家必须在最新进展与对他们研究的脆弱种群的尊重之间取得平衡。除了揭示两种濒临灭绝的鲨鱼物种的遗传多样性和脆弱状态外，研究人员还希望他们的研究结果能够提供他们所谓的参考质量基因组，未来的基础科学可以以此为基础来提高我们对鲨鱼的了解。

当然，随着新的可能性出现，我们对鲨鱼蓝图的洞察将有助于加强我们了解这些具有重要生态意义的物种和保护其脆弱种群的方式。