隐秘的基因多样性助近亲繁殖的棕树蛇称霸关岛

原产于澳大利亚和南太平洋的棕树蛇，可能在二战后藏身于军用运输机抵达关岛，引发严重生态灾难：本地森林鸟类大量灭绝，每年造成数百起停电事故（因攀爬电线杆和电力设备）。部分地区密度高达每平方英里3万条。长期以来，生物学家困惑于这一现象——如此庞大的种群竟源于极少数奠基个体。按常理，小规模奠基会导致严重的遗传瓶颈，近亲繁殖会削弱适应力，使种群难以快速扩张。然而，纽约州立大学布法罗分校联合美国内政部地质调查局（USGS）开展的新研究（2024年7月24日发表于《科学进展》）揭示：棕树蛇实际拥有远超预期的遗传多样性。研究人员采用先进的长读长测序技术，首次系统分析其全基因组大片段结构，发现超过1.9万个结构变异（即DNA片段的重复、缺失或重排），且这些变异并非随机分布，而是高度富集于与免疫力和嗅觉功能相关的基因中。棕树蛇极度依赖嗅觉捕食和导航（通过分叉舌头收集空气化学信号），因此嗅觉基因的高度多样性，或许还能解释一个行为谜题：它们在原产地会捕食同类，但在关岛却极少同类相食——可能正是敏锐的嗅觉让它们能识别出高度近亲的个体，从而避免将“兄弟姐妹”误判为猎物。研究还指出，传统短读长测序主要检测单个碱基变化（如A变G），易忽略影响更大的结构变异；而长读长技术可读取更长、连续的DNA片段，从而发现以往被遗漏的深层遗传差异。这些结构变异覆盖的基因组区域，总量约为单碱基变异的8倍。目前尚不清楚这些变异是蛇类抵达关岛前就已存在，还是在种群瓶颈后加速产生；要确认这一点，需对比其原产地蛇群的基因组数据。该发现对关岛防控工作既是挑战（说明入侵种更具韧性），也为濒危物种保护带来希望——许多近交严重的小种群，可能也藏着未被察觉的遗传灵活性。研究团队强调：我们对‘遗传多样性’的理解和测量方式，很大程度上受限于当时的技术水平。