生物多样性对生态系统功能和人类福祉至关重要，但在全球范围内生物多样性正处于威胁中。为了防止生物多样性进一步丧失，根据每个保护管理单元（management units，MUs）制定适当的策略是必要的。管理单元指种群的增长率主要取决于局部的出生率和死亡率，而不是来自其他单元的迁徙个体。由于种群统计上的独立性，每个管理单元都必须独自进行监测和管理。
欧亚水獭（Lutra Lutra）是淡水生态系统的顶级捕食者之一，分布在欧亚大陆和北非部分地区。自20世纪50年代以来，由于人为干扰，在它们大部分活动范围内数量急剧下降，被IUCN红色名录列为“近危”物种。福建金门岛的欧亚水獭长期以来被认为是孤立的残余种群。对于孤立的小种群，有效群体大小（Ne）会显著下降，导致高水平的遗传漂变和近亲繁殖，进而导致遗传多样性丧失和轻微有害突变累积。隐性有害突变也会在小群体中由于近亲繁殖而表达增多。所有这些因素都可能损害种群的适应性及进化潜力。小种群的遗传问题可以通过种群补充或遗传拯救引入新的遗传变异来缓解。为了进行遗传拯救，需要调查目标群体的近亲繁殖和近交衰退水平，并且应该优先考虑选择来自同一管理单元或系统发育接近的群体的个体进行补充，以避免近交衰退。因此，了解管理单元的信息是将遗传拯救纳入保护实践的先决条件。然而，分布于东亚的欧亚水獭遗传多样性以及遗传结构的信息缺乏严重阻碍了我们监测和保护它们。
欧亚水獭
图1 欧亚水獭，嘉道理农场暨植物园供图
为了填补这一研究空白，台湾师范大学生命科学学院李寿先教授和中山大学生态学院刘阳教授等团队基于对金门岛在内的东亚欧亚水獭的全基因组重测序数据，揭示了它们在不同地理区域上的遗传结构和种群历史动态，以了解历史事件如何塑造它们的遗传多样性。另外，评估了金门岛孤立小种群的遗传侵蚀、近亲繁殖水平和突变负荷水平，探究近期种群碎片化的遗传结果。该研究成果以“Low but highly geographically structured genomic diversity of East Asian Eurasian otters and its conservation implications”为题，近期发表于国际进化生物学主流期刊Evolutionary Applications上。
研究结果表明，东亚地区欧亚水獭至少分为三个群体：古北群体（中国东北和欧洲），非金门岛群体（青藏高原，福建北部和浙江）和金门岛群体（金门岛）（图2），应该被认定为三个保护管理单元，独立监测和管理。其杂合度与濒危食肉动物的杂合度一样低，均低于无危物种（图3a）。三个群体均有近亲繁殖的现象，并且可能比其他食肉动物经历更加近期的近亲繁殖（图3b,c）。
图2 （a）欧亚水獭样本位点图（？：来自德国台北动物园的个体；橙色：亚种L. L. lutra的范围；绿色：亚种L. l. chinensis的范围；灰色：目前研究中未取样的其他亚种范围）;（b）faststructure的结果（k=3有最大似然值），K为采自金门岛的L. L. chinensis（称为金门岛群体），NK为采自四川、福建北部和浙江的L. L. chinensis（非金门岛群体），PA为来自欧洲和东北个体（古北群体）；（c）PCA结果。
图3 （a）遗传多样性（杂合度），（b）ROHs平均长度（LROH），（c）全基因组近交系数（FROH）与其他已发表的食肉哺乳动物的比较。
金门岛群体和非金门岛群体的欧亚水獭数量逐渐下降（图4a,b），更新世气候事件和全新世人类活动可能是其有效种群大小和遗传多样性下降的主要因素之一。古北群体和非金门岛群体大约在2698年前分离，而金门岛群体和非金门岛群体大约在1178年前分化（图4c）。
图4 种群历史动态结果。（a）Stairway plot2分析的三个群体的种群历史轨迹结果；（b）金门岛群体GONE分析结果，虚线（Ne=40000）表示1000年前金门群体的最大Ne值；（c）Stairway plot2估算东亚地区欧亚水獭三个群体之间的分化时间。
金门岛群体并未发现遗传侵蚀或高突变负荷（图5），推测原因可能是从水獭有效种群大小急剧减少以来，仅过去了四代，时间太短，漂变不会产生重大影响。或者，可能是因为少量的基因渗入，为小群体提供了一些遗传变异。
图5（a）同义突变、（b）非同义突变和（c）功能缺失（LoF）突变；(d)突变负荷（非同义/同义突变），（e）每个假定有害的非同义替换的平均Grantham得分；（f）假定有害的非同义替换Grantham得分之和 （Grantham得分 > 50）。
本研究首次基于全基因组数据揭示东亚地区欧亚水獭遗传结构格局和多样性，极大地促进了我们对其遗传多样性模式形成的理解并提供将群体划分为管理单元的信息，为它们的保护和管理计划制定提供科学依据。
本研究通讯作者为台湾师范大学生命科学学院李寿先教授和中山大学生态学院刘阳教授，中山大学生命科学学院范朋飞教授和生态学院张璐副教授团队、浙江自然博物院陆祎玮副研究馆员和台湾动物园保育中心、台湾南投特有物种研究院等机构的学者也参与了该研究。该研究得到了广东省林业局专项《广东动物志》和广东省科技专项（2021B1212110002）等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1111/eva.13630
编辑：陈青
审核：潘达、何希敏
