在被猎杀到濒临灭绝之前，野牛曾经以数百万只的数量在北美奔腾而过，形成了轰鸣的铁锈和红褐色毛发的壮观景象。新研究解码其DNA，帮助阐明了野牛种群的崩溃以及缓慢而零散地回归其曾经主导的景观是如何永远改变这一强大物种的。这项研究发表在《科学》杂志上，测序了160个野牛基因组，创建了一张跨越2万年的祖先路线图。近40名科学家参与了这项研究，其中许多人来自加拿大。研究由古基因学家乔纳斯·奥本海默和加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的古基因组实验室领导，该实验室专注于研究从化石遗骸中提取的古代DNA。希望这些发现能够指导现代的保护工作——通过绘制动物复杂的基因历史，研究人员可以帮助这些野牛更好地生存于未来。曾经高度联系的野牛现在被隔离在精心管理的种群中。研究人员发现，现代种群的碎片化对其韧性构成了挑战。奥本海默在接受CBC新闻采访时表示：“直到不久前，几乎整个北美的野牛基因非常相似，无论你从哪里取样。这与今天的野牛截然不同，它们因为来自不同的种群而各具不同特征。“这是它们在被人类几乎赶至灭绝时经历的巨大瓶颈的遗产。” 古老与现代 测序基因组，即作为生命构建模块的基因组完整集，帮助科学家们绘制了这个物种的生物多样性在几个世纪间的变化。他们从古代野牛骨骼中收集了DNA，这些骨骼的年龄从几千年到约100年不等，以及来自现代活体种群的DNA。研究人员从加拿大和美国各地的管理种群中提取了动物的DNA，包括艾尔克岛国家公园和阿尔伯塔省的木牛国家公园，以及位于该省北部的罗纳德湖和瓦巴斯卡的野生自由放养种群。古代DNA来源于美国、加拿大和俄罗斯的样本收藏，包括加拿大公园和位于埃德蒙顿的阿尔伯塔皇家博物馆(RAM)的样本。星毯克里族欢迎新野牛群的回归 总的来说，研究人员测序了115个古代野牛基因组和45个现代基因组，并将这些数据与52个之前测序的基因组结合，创建了迄今为止该物种的最大基因图谱。RAM的更新世（冰河时代）古生物学策展人克里斯·贾斯表示，看到古代化石服务于现代种群管理实践是非常令人欣慰的，并称这项研究是“合作的光辉典范”。“这就是我们保存这些收藏品以及为什么保存这么长时间的一个重要原因，因为随着新技术的出现，我们可以以不同的方式来看待进化或生物学问题。” 利用这些样本，研究人员能够追踪野牛种群的结构、多样性和遗传特征是如何受到其经历的剧烈衰退的影响的。屠杀 在殖民化之前，古代野牛在大陆上自由游荡了数千年，交配并维持着一个强大且大体统一的基因库。在19世纪末，种群因强烈的狩猎和政府运动崩溃，这些运动使数百万只动物从草原上消失。一只木牛公牛在加拿大西北领地的一个最近烧毁的区域附近行走。尽管种群下降，但遗传多样性起初并没有受到影响，因为在那之前种群的分布广泛且均匀，奥本海默说。这项研究发现，虽然存活下来的遗传多样性让人惊讶，但现在却被困在彼此隔离的不同种群中。他补充道，现代遗传差异主要是偶然存活下来的，仍然深深植根于每个种群的DNA中。“我们原以为会有巨大的损失，”奥本海默说。“整体上，似乎并没有丧失太多遗传多样性。“但是，由于这一非常近史的影响，每个特定的种群现在都有自己独特的遗传特征。” “戏剧性的分裂” 研究还记录了这个物种之间的分裂，揭示了木牛和草原野牛之间存在实质性差异。木牛体型较大、较重，具有驼背的轮廓，适应北部的针叶林和白杨草甸。较小的草原野牛传统上游荡于大平原的开放草原和草甸。研究显示，这两种类型大约在3000年前随着气候变化而分化，扩展了针叶林。后来人类干预使两个亚种之间发生了混合，最显著的发生在20世纪20年代草原野牛被迁入木牛国家公园时。