Genomik zur Rettung von Sumatra-Nashörnern

Sumatra-Nashorn sind einsame Wesen, die durch die dichten Regenwälder von Borneo und Sumatra streifen und in kleinen, verstreuten und geschrumpften Gruppen leben. Eine Volkszählung ist schwierig, auch wenn sie „singen“. Es ist nicht genau bekannt, wie viele von ihnen existieren, aber die Anzahl ist gering.

Ein multinationales Forschungsteam hat Hinweise auf das Genom von 21 Tieren gefunden, fünf “historischen” Tieren aus der malaysischen Halbinsel Malaysia, wo sie ausgestorben sind, und 16 moderne Genome aus den verbleibenden Populationen von Sumatra und Borneo. “Ein genomischer Überblick über den Erhaltungszustand der weltweit verbleibenden Sumatra-Nashornpopulationen” erscheint in Naturkommunikation.

Ein Sumatra-Nashorn ist das kleinste Nashorn, wiegt knapp eine Tonne und misst fast fünf Fuß. Es ist enger verwandt mit den Wollnashörnern der Eiszeit als mit den anderen vier Arten (Indianer, Javaner und Weiß und Schwarz in Afrika).

Das Sumatra-Nashorn ist aufgrund der periodischen Isolation der Populationen, da der Meeresspiegel während des Pleistozäns von 2,6 Millionen auf 11.700 Jahre stieg und fiel, vom Aussterben bedroht. Gestrandete Tiere, die sich mit Eltern paaren, was über Generationen zu einer Abnahme der genetischen Vielfalt geführt hat, da sich rezessive Allele (genetische Varianten) vermehrten und die Krankheit verursachten. Winzige Populationen sind zurückgegangen, da Tiere schneller sterben, als sie sich selbst ersetzen können. (Frauen paaren sich nicht gern in Zoos.)

Hinweise auf die Evolutionsgeschichte der Tiere liegen in ihren DNA-Sequenzen. Eine Ahnenart, die vor etwa 360.000 Jahren in drei Teile geteilt wurde. Nashörner sind innerhalb dieser Gruppen weiter auseinander gegangen, als sie sich dramatisch in kleine geografische Gebiete, sogenannte Refugien, aufteilten RiesenvulkanDer Mount Toba brach vor etwa 71.000 Jahren aus und tötete viele Tiere. Die Asche spuckte über den Indischen Ozean, die Indische Halbinsel und das Südchinesische Meer.

Kleine und getrennte Sumatra-Nashornpopulationen stürzten im späten Pleistozän ab, aber die Tiere blieben aus den Himalaya-Ausläufern von Borneo und Sumatra. Die Zahlen begannen in den 1930er Jahren wieder zu sinken und fielen dann in den letzten zwei Jahrzehnten aufgrund von Wilderei und Zerstörung von Lebensräumen steil um rund 70 Prozent. Heute glauben Naturschützer, dass es weniger als 100 Tiere gibt. Das malaysische Kontingent ist bereits abgereist und die Bevölkerung von Borneo besteht aus einer Frau und weniger als 10 Männern.

Rückläufige Bevölkerungsgruppen bilden einen Teufelskreis. Die wenigen Individuen haben vor langer Zeit nur einen Teil der genetischen Vielfalt bewahrt, da die Auswirkungen von Mutationen, die sie durchlaufen, verstärkt werden. Die Paarung von nahen Verwandten entspricht diesen schädlichen rezessiven Allelen (genetischen Varianten), wodurch das Risiko einer genetischen Erkrankung erhöht wird.

Eine Möglichkeit, das Sumatra-Nashorn zu retten, könnte darin bestehen, Männer oder deren Sperma von einer natürlichen Population zur nächsten zu transportieren, um die genetische Vielfalt zu fördern, die wiederum die Gesundheit verbessern könnte. Gleichzeitig kann eine Störung der natürlichen Paarung durch sich bewegende Männchen die Anpassungen stören, die letztendlich bestehen bleiben, und es kleinen Gruppen ermöglichen, in ihrer jeweiligen Umgebung zu überleben. Bewegen Sie ein Tier, von dem aus es vollkommen glücklich ist, in ein Gebiet mit einer anderen Temperatur oder Luftfeuchtigkeit, und es geht ihm möglicherweise nicht so gut.

So suchten die Forscher unter der Leitung einer Gruppe des Zentrums für Paläogenetik in Stockholm mit Teammitgliedern aus den USA, Großbritannien, Malaysia, Dänemark, Norwegen, Irland, Deutschland und Südafrika nach Hinweisen in den Genomen, um die “Translokation” männlicher Sumatra-Nashörner aus ihrer Heimat, um andere Gruppen zu bevölkern.

Inzuchtsignaturen sind in Genomen erkennbar, die an Stellen sequenziert sind, an denen die beiden Kopien eines Gens übereinstimmen. Dies geschieht, wenn Allele von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt werden, beispielsweise von einem gemeinsamen Ur-Ur-Ur-Großelternteil.

“Zu unserer Überraschung fanden wir in den gegenwärtigen Populationen von Borneo und Sumatra relativ niedrige Inzuchtniveaus und eine große genetische Vielfalt”, sagte Johanna von Seth, Doktorandin am Zentrum für Paläogenetik und Mitautorin des Artikels.

Angesichts der genetischen Entdeckungen sowie der Naturgeschichte des jüngsten Rückgangs der Populationsgröße ist es nach Ansicht der Forscher an der Zeit, einzugreifen, um die Anzahl zu erhöhen und möglicherweise die Arten zu retten. Mit anderen Worten, Inzucht ist noch nicht schwerwiegend genug, um so bedrohlich zu sein, wie angenommen wurde. Dennoch könnten einige böse rezessive Mutationen verhindern, dass die Zahlen wieder zusammenkommen.

Es ist klar, dass mehr Nashornsex benötigt wird – die Genome von Tieren von der Halbinsel Malaysia haben einen raschen Anstieg der Inzucht gezeigt, der mit einer Zunahme der Häufigkeit schädlicher Mutationen kurz vor ihrem Aussterben verbunden ist.

“Wenn die Populationen nicht an Größe zunehmen, besteht ein hohes Risiko, dass das Inzuchtniveau zunimmt und infolgedessen genetisch bedingte Krankheiten häufiger auftreten”, sagte Nicolas Dussex, Postdoktorand am Zentrum für Paläogenetik, der auch die Leitung übernahm die Studium. Love Dalén, Professor für Evolutionsgenetik, fügte hinzu: „Das Sumatra-Nashorn ist keineswegs aus dem Wald. Aber zumindest unsere Ergebnisse ebnen den Weg nach vorne, wo wir möglicherweise noch einen Großteil der genetischen Vielfalt der Arten retten können.

Dieser Weg könnte die Genomsequenzierung umfassen, um die besten Tiere für die Paarung auszuwählen – Hummel für Nashörner?