Bộ gen hoàn chỉnh nhất đối với một loài thú có túi thực sự độc đáo - hổ Tasmania - gợi ý rằng, nếu hổ đã bị săn đuổi đến tuyệt chủng, chúng vẫn có thể phải vật lộn để sống sót.
Hổ Tasmania là loài thú ăn thịt lớn nhất được biết đến thời hiện đại, có kích thước tương đương một con chó từ trung bình đến lớn. Họ đã tin rằng họ đã tuyệt chủng trong thế kỷ 20. Hình ảnh thông qua Bảo tàng và Phòng triển lãm Nghệ thuật Tasmania.
Tác giả Nerissa Hannink, Đại học Melbourne. Xuất bản lần đầu vào ngày 12 tháng 12 năm 2017 trong Các vấn đề khoa học UM.
Nổi trong một bình rượu nhỏ là một trong những mẫu vật hiếm nhất của Úc.
Chiếc bình, được dán nhãn số bộ sưu tập C5757, chứa một con hổ Tasmania hoặc thylacine chưa trưởng thành, một trong những loài tuyệt chủng được bảo quản tốt nhất, hiện được tổ chức tại Bảo tàng Victoria Victoria Collection ở Melbourne.
Khi con vật trở nên hiếm hơn, các viện bảo tàng ở khắp mọi nơi ngao ngán để có một thylacine được trưng bày, và giờ đây chúng là nơi ẩn náu cuối cùng của nó sau khi bị săn đuổi đến tuyệt chủng vào năm 1936.
Sử dụng các kỹ thuật không bao giờ tưởng tượng được khi thylacine cuối cùng chết trong vườn thú Hobart vào thế kỷ trước, một nhóm do Đại học Melbourne dẫn đầu đã giải trình tự bộ gen của hổ Tasmania (Thylacinus cynocephalus), khiến nó trở thành một trong những loài di truyền hoàn chỉnh nhất cho một loài động vật tuyệt chủng .
Hổ Tasmania có túi bụng, giống như chuột túi. Chúng có nguồn gốc từ lục địa Úc, Tasmania và New Guinea. Trình tự bộ gen hiện đã được tiết lộ loài có sự đa dạng di truyền thấp. Hình ảnh thông qua Bảo tàng và Phòng triển lãm Nghệ thuật Tasmania.
Đối với người lãnh đạo dự án Andrew Pask, thylacine là lao động của tình yêu. Hơn 10 năm trước, anh và một đội quốc tế lần đầu tiên hồi sinh một gen hổ Tasmania từ tấm da được bảo quản, nhưng DNA quá phân mảnh để có được toàn bộ bộ gen.
Vì vậy, họ đã tìm kiếm các bảo tàng cơ sở dữ liệu trên toàn thế giới và tìm thấy mẫu vật C557 trong bộ sưu tập của Bảo tàng Victoria - một chú chó con thylacine. Bởi vì hổ Tasmania là một loài thú có túi, là động vật có vú có túi, mẫu vật chó con này có thể được bảo tồn toàn bộ, cho phép nhóm nghiên cứu trích xuất DNA và sử dụng các kỹ thuật tiên tiến để giải mã bộ gen của thylacine.
Andrew Pask cho biết kết quả cung cấp màu xanh di truyền đầy đủ đầu tiên của loài săn mồi đỉnh lớn nhất ở Úc để tồn tại trong kỷ nguyên hiện đại. Anh nói:
Bộ gen cho phép chúng ta xác nhận vị trí của thylacine trong cây tiến hóa. Hổ Tasmania thuộc dòng dõi chị em với Dasyuridae, họ bao gồm Quỷ Tasmania và dunnart.
Điều quan trọng, bộ gen cũng đã tiết lộ sức khỏe di truyền kém, hoặc sự đa dạng di truyền thấp, thylacine đã trải qua trước khi nó bị săn lùng quá mức. Quỷ Tasmania hiện cũng đang phải đối mặt với một nút cổ chai di truyền, đây là kết quả của sự phân lập gen của chúng từ lục địa Úc trong 10.000 đến 13.000 năm qua.
Tuy nhiên, phân tích bộ gen cho thấy rằng cả hai loài động vật đều có sự đa dạng di truyền thấp trước khi chúng bị cô lập trên Tasmania. Đến lượt mình, điều này cho thấy hổ Tasmania có thể đã phải đối mặt với các vấn đề môi trường tương tự như Quỷ, nếu chúng sống sót, chẳng hạn như khó vượt qua bệnh tật. Pask bình luận:
Hy vọng của chúng tôi là có rất nhiều thylacine có thể cho chúng ta biết về cơ sở di truyền của sự tuyệt chủng để giúp các loài khác.
Con hổ Tasmania cuối cùng chết trong điều kiện nuôi nhốt vào năm 1936. Ảnh qua Bảo tàng và Phòng triển lãm Nghệ thuật Tasmania.
Anh nói:
Vì bộ gen này là một trong những bộ hoàn chỉnh nhất đối với một loài đã tuyệt chủng, về mặt kỹ thuật, đây là bước đầu tiên để đưa thylacine trở lại, xông nhưng chúng ta vẫn còn xa khả năng đó.
Chúng ta vẫn sẽ cần phát triển một mô hình động vật có túi để lưu trữ bộ gen của thylacine, giống như công việc được tiến hành để bao gồm các gen của voi ma mút trong con voi hiện đại. Nhưng biết rằng hổ Tasmania đang phải đối mặt với sự đa dạng di truyền hạn chế trước khi tuyệt chủng có nghĩa là nó vẫn sẽ phải vật lộn tương tự như Quỷ Tasmania nếu nó sống sót.
Bộ gen cung cấp những hiểu biết mới quan trọng khác về sinh học của loài thú có túi thực sự độc đáo này.
Thylacine thường được mô tả là một con chó dài có sọc, bởi vì nó có một cái đuôi dài, cứng và đầu to. Một thylacine phát triển đầy đủ có thể đo 71 inch (180 cm) từ chóp mũi đến chóp đuôi và cao 23 inch (58 cm).
Các sọc đen dày của nó kéo dài từ vai đến gốc đuôi.
Giống như dingo, thylacine là một động vật rất yên tĩnh. Nhưng chúng được báo cáo là những thợ săn không ngừng săn đuổi con mồi cho đến khi nó kiệt sức.
Các nhà khoa học coi thylacine và dingo là một trong những ví dụ tốt nhất về tiến hóa hội tụ, quá trình mà các sinh vật không liên quan chặt chẽ với nhau tiến hóa độc lập để trông giống như kết quả của việc phải thích nghi với môi trường tương tự hoặc các hốc sinh thái.
Dường như vì kỹ thuật săn bắn và chế độ ăn thịt tươi của chúng, hộp sọ và hình dạng cơ thể của dingos và hổ Tasmania trở nên cực kỳ giống nhau.
Làm việc với Christy Hipsley từ Viện bảo tàng Victoria, nhóm nghiên cứu đã phân tích các đặc điểm của hộp sọ thylacine, - như mắt, hàm và mõm. Hipsley nói:
Chúng tôi tìm thấy con hổ Tasmania có hình dạng hộp sọ giống với con cáo đỏ và sói xám hơn là họ hàng gần nhất của nó.
Thực tế các nhóm này đã không chia sẻ một tổ tiên chung kể từ thời kỳ kỷ Jura làm cho đây là một ví dụ đáng kinh ngạc về sự hội tụ giữa các loài có liên quan xa.
Andrew Pask nói thêm rằng thylacine trông gần giống như một con dingo với một cái túi. Anh nói:
Khi chúng tôi xem xét cơ sở cho sự tiến hóa hội tụ này, chúng tôi thấy rằng đó thực sự là các gen tạo ra cùng một hộp sọ và hình dạng cơ thể, nhưng các khu vực kiểm soát xung quanh chúng có thể bật và tắt gen ở các giai đoạn tăng trưởng khác nhau.
Điều này cho thấy một sự hiểu biết hoàn toàn mới về quá trình tiến hóa. Bây giờ chúng ta có thể khám phá các khu vực của bộ gen để giúp hiểu cách hai loài hội tụ cùng một diện mạo và quá trình tiến hóa hoạt động như thế nào.
Trong trường hợp này, có vẻ như nhu cầu săn bắn đã khiến thylacine biến đổi diện mạo của nó thành một con tương tự như con sói trong 160 triệu năm qua.
Các nhà khoa học bây giờ có thể bắt đầu hiểu về di truyền đã thúc đẩy quá trình này và khám phá thêm về sinh học của loài săn mồi đỉnh thú độc đáo này.
Nhóm nghiên cứu cũng bao gồm các nhà khoa học từ Đại học Munster, Bảo tàng Victoria, Đại học Adelaide và Đại học Connecticut. Một số công việc được tài trợ bởi Chương trình tăng tốc Research @ Melbourne.
Mẫu vật 5757, một ’túi trẻ được sử dụng để giải trình tự bộ gen của thylacine.
Điểm mấu chốt: Các nhà khoa học tại Đại học Melbourne và các nơi khác đã làm việc với một mẫu vật quý hiếm của một con hổ Tasmania hoặc thylacine chưa trưởng thành để có được bộ gen mà họ nói là một bộ gen hoàn chỉnh nhất cho một loài đã tuyệt chủng. đa dạng di truyền thấp, và có thể đã phải vật lộn để sống sót nếu nó không bị săn lùng quá mức.