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晚更新世馬DNA揭示了雙向遷徙和與氣候相關的種群下降

更新世


晚更新世馬DNA揭示了雙向遷徙和與氣候相關的種群下降


Jane (qwyxnmitkw) Stelkia and Snklc’askaxa, the Okanagan Nation horses. © Little Pine Productions.
據渥太華大學：馬起源于大約四百萬年前的北美 。隨著海平面的變化在大陸之間架起了陸橋 ， 這匹馬進入了歐亞大陸 。一個由57名國際研究人員組成的團隊，其中包括來自拉科塔、sqilxʷ（suknakin/Okanagan民族）、黑腳、Dene’（阿薩巴斯卡）和Iñupiaq民族的18名土著科學家 ， 現在揭示了馬種群在兩個方向上多次發生大陸間交換 。
這種來回的遷徙模式一直持續到5萬至1.9萬年前的最后一個冰河時期 。通過將尖端的古代DNA和同位素分析與傳統的土著科學知識體系相結合，這項全球研究揭示了氣候變化如何影響晚更新世巨型食草動物物種的新見解 。
《科學》雜志發表的“更新世晚期氣候變化和馬遷徙模式的可持續性見解”為當今氣候和生態系統持續變化的生物多樣性保護提供了重要經驗 。
馬的角色
馬在塑造全球許多土著人民的世界觀和科學體系方面發揮了不可或缺的作用 。他們的行為、生態角色以及適應和遠距離移動的能力為土著社區提供了深刻的教訓，這些社區在美洲管理了2萬多年的大片領土 。
“我們認為馬族是一個關鍵物種，與其他與其有共同關系的生命形式一起，為生態系統帶來了平衡，”拉科塔族傳統科學家、知識管理員和領導者哈羅德·萊夫赫倫酋長說 。
“在這項研究中，多個科學系統恭敬地結合在一起，提供了我們每個人今天都可以在世界各地各自社區應用的關鍵知識，以保護所有生命 。”
藥師之路
Dene（阿薩巴斯卡人）的傳統知識談到了藥師之路——一條連接美洲和歐亞大陸數千年的重要走廊 。沿著這條小徑，馬和所有生命一樣，自由地旅行，相互混合，貢獻 ， 強化和學習塑造它們旅程的自然系統 。
“這些知識存在于我們的歌曲、故事以及我們所攜帶的科學和生活方式中 。唱生命之歌確保了世界的平衡，生命可以多樣化，并以良好的方式繼續下去，”Alth'setnay氏族的上Ahtna/上Tanana Dene（阿薩巴斯卡）長老和知識保管人Wilson Justin補充道 。
基因體研究
今天 ， 阿拉斯加、育空和西伯利亞的凍土保存著古代巨型食草動物（包括馬）的骨骼化石檔案 。
圖盧茲人類生物學和基因組學中心主任Ludovic Orlando博士解釋說：“DNA在寒冷環境中保存得最好 ?！痹撝行氖怯煞▏鴩铱茖W研究中心（CNRS）和法國圖盧茲大學支持的多學科聯合研究中心 。
他補充道：“在這項研究中，我們利用了最新一代DNA測序儀器的全部力量和拉科塔科學基因組原理，揭示了晚更新世期間這些地區存在的馬譜系的更完整多樣性 。” 。
在近15年的時間里，他的研究團隊對年齡從幾個世紀到近100萬年不等的馬的基因組進行了測序 。之前的工作闡明了馬馴化的各個方面，并揭示了它們與人類社會在全球傳播的方式的細節 。
然而，這項新研究對來自美洲和歐亞大陸的68個晚更新世馬標本的基因組進行了測序，包括代表樣本來源地區的專家合著者，并深入研究了洲際馬的遷徙，重點關注26000年至19000年前末次冰盛期之前和期間的運動 。
馬連接各大洲
“我們的工作表明，僅在北美，冰蓋以南就有一個獨特的馬系 ， 另一個橫跨阿拉斯加和育空地區，甚至在阿拉斯加最西端還有第三個馬系，”拉科塔科學家、Taku Skan Skan Wasakliyapi：全球傳統科學研究所（GIFTS）所長Yvette Running horse Collin博士說，他領導了這項研究的基因組測序實驗室工作，并幫助確保所有土著科學協議得到應用和遵守 。
“然而，我們馬族親屬的自然遷徙模式清楚地告訴我們，今天的地理國界和隨之而來的古生物學標簽并不能準確地定義或捕捉馬的實際經歷 ?！?br>在北美發現的上述第三馬系在基因上可以追溯到歐亞大陸 。它代表了烏拉爾山脈土生土長的馬種群的最東端分布 ， 隨著海平面下降，一塊連接西伯利亞和阿拉斯加的陸地延伸到北極并進入北美 。研究表明 ， 在5萬至1.9萬年前，這座陸橋曾多次被馬從歐亞大陸跨越到美洲 。
有趣的是，它還揭示了在早期時期，馬沿著相反的方向行進，沿著太平洋向南的沿海路線，到達中國東北部，并最終在安納托利亞和伊比利亞半島以西留下持久的遺傳痕跡，一直持續到全新世 。
該團隊還分析了冰川后變暖時期居住在育空地區的馬群 ， 因為冰蓋融化導致了新的環境條件 。
渥太華大學教授Clément Bataille負責協調碳和氮同位素分析，他說：“這些馬生活在無冰走廊內，當時景觀正從草原苔原過渡到更濕潤的生態系統 。” 。事實證明 ， 這一轉變對馬種群及其必要的生態系統不利，導致人口大幅下降 。
調查結果和下一步行動
Jane Stelkia是sqilxʷ（suknakin/Okanagan民族）的長老，該民族以她在加拿大的傳統土地為基礎 。她是馬國Snklc'askaxa周圍傳統科學的守護者，她證實了她的人民在藥師小道上的經歷，以及他們與馬一起克服巨大環境和歷史逆境的能力 。
她說：“在這項研究中，Snklc'askaxa通過提醒我們所有生命在生命移動和變化時共同生存和繁榮的道路，為我們提供了藥物 。” ?！艾F在是我們再次團結起來的時候了，幫助生命找到穿越和安全移動的開口和點 ?！?br>這些發現強調了維護支持棲息地之間持續移動的生態走廊的重要性 。隨著世界面臨嚴重的生物多樣性危機，這些途徑似乎對保護巨型動物及其依賴和相互關聯的生命形式的多樣性至關重要，不僅在迅速變暖的北極地區，而且在全球范圍內 。
長期科學研究
拉科塔民族的傳統領袖和知識守護者喬·American Horse酋長說：“我們與其他國家的盟友一起進行了這項研究，以向世界展示運動在維持生命方面的重要性 ?！?。
他引用了“yutaŋ'kil”這一拉科塔人的科學概念，由左蒼鷺酋長在這篇文章中提出，以幫助當今的科學和保護界了解在這些巨大的環境變化時期生命的行為 。
“這一概念意味著生命從不單獨移動，而是遵循其生態系統——生命必須移動才能生存 。我們正在與總部設在黑山野馬保護區的許多領先科學機構合作，在我們神圣的黑山赫薩帕實施這篇論文的發現 ?！?br>渥太華大學是這項研究的關鍵合作伙伴 。Clément Bataille副教授和他的研究團隊——ZoéLandry、Eve Lindroos和Auguste Hassler——利用Jan Veizer穩定同位素核心設施和AndréE.Lalonde AMS國家實驗室最先進的同位素地球化學基礎設施 ， 幫助估算標本年齡，重建古代馬曾經居住的環境 。
Clément Bataille說：“通過將同位素數據與古基因組學和土著知識相結合，我們的研究揭示了環境變化如何影響晚更新世一些馬種群的流動性、適應性和最終衰退 。” 。
這項工作體現了跨學科合作的力量，將地球化學、基因組學和土著科學相結合，以更好地了解過去氣候驅動的生態變化 。它還與渥太華大學通過其新的北極研究中心對以北極為重點的研究的承諾相一致，該中心促進與土著社區的伙伴關系，為當今北極最緊迫的環境和生物多樣性挑戰提供可持續的解決方案 。