絶滅危惧種「デビルズ・ホール・パプフィッシュ」は、最も近親交配が進んだ動物のひとつ(Endangered Devils Hole pupfish is one of the most inbred animals known)

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2022-11-04 カリフォルニア大学バークレー校(UCB)

263匹のパプフィッシュは、ネバダ州モハベ砂漠の深い鍾乳洞に閉じ込められ、年間を通して華氏93度前後で推移する水の中で、常に餓死寸前の食糧資源と、他のほとんどの魚が即死するほど低い酸素濃度の中で暮らしている。
このような過酷で孤立した環境が、この魚の遺伝的多様性に極端な影響を及ぼしていることが、このたび新たな研究で明らかになった。
アメリカ南西部に生息するパプフィッシュの8種(デビルズホールのサナギ8種を含む計30種)のゲノム配列が初めて完全に解明された。驚くべきことに、デビルズホールパプフィッシュは近親交配が激しく、これら8つの個体のゲノムの58%が平均して同一であることがわかった。
他のパプフィッシュ類も近親交配していますが、ゲノムの10%から30%しか同一でないことが、研究者達によって明らかにされています。
デビルズホールパプフィッシュのゲノムから15個の遺伝子が完全に消滅していることが判明した。そのうち5つは、低酸素や低酸素の環境で生きるための適応に関与しているようである。

<関連情報>

絶滅の危機に瀕したデビルズホールのパプフィッシュにおける重度の近親交配、突然変異負荷の増加、および遺伝子の機能喪失。 Severe inbreeding, increased mutation load and gene loss-of-function in the critically endangered Devils Hole pupfish

David Tian,Austin H. Patton,Bruce J. Turner and Christopher H. Martin
Proceedings of the Royal Society B  Published:02 November 2022
DOI:https://doi.org/10.1098/rspb.2022.1561

Abstract

Small populations with limited range are often threatened by inbreeding and reduced genetic diversity, which can reduce fitness and exacerbate population decline. One of the most extreme natural examples is the Devils Hole pupfish (Cyprinodon diabolis), an iconic and critically endangered species with the smallest known range of any vertebrate. This species has experienced severe declines in population size over the last 30 years and suffered major bottlenecks in 2007 and 2013, when the population shrunk to 38 and 35 individuals, respectively. Here, we analysed 30 resequenced genomes of desert pupfishes from Death Valley, Ash Meadows and surrounding areas to examine the genomic consequences of small population size. We found extremely high levels of inbreeding (FROH = 0.34–0.81) and an increased amount of potentially deleterious genetic variation in the Devils Hole pupfish as compared to other species, including unique, fixed loss-of-function alleles and deletions in genes associated with sperm motility and hypoxia. Additionally, we successfully resequenced a formalin-fixed museum specimen from 1980 and found that the population was already highly inbred prior to recent known bottlenecks. We thus document severe inbreeding and increased mutation load in the Devils Hole pupfish and identify candidate deleterious variants to inform management of this conservation icon.

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