Nieuwe studie naar de evolutionaire geschiedenis van uitgestorven en levende leeuwen

NSU-onderzoekswetenschapper maakt deel uit van team dat genomica gebruikt om leeuwen te bestuderen

FORT LAUDERDALE/DAVIE, Fla. – De “koning van de jungle” is in gevaar.

In de afgelopen 200 jaar is de leeuw 90% van zijn vroegere aantal kwijtgeraakt – vandaag de dag worden ze gevonden in kleine, geïsoleerde populaties, voornamelijk in zuidelijk en oostelijk Afrika. Kleine relictpopulaties bestaan nog in Centraal-Afrika, West-Afrika en in het Gir Forest Reserve op het schiereiland Kathiawar in India.

Noord-Afrikaanse ondersoorten, de Barbarijse leeuw en de leeuw uit de Kaapprovincie, zijn in de afgelopen anderhalve eeuw verdwenen, en ze zijn zo goed als verdwenen uit Eurazië sinds hun hoogtepunt tijdens de late Pleistocene ijstijd, toen holenleeuwen werden verspreid van Iberia tot Alaska. Leeuwen worden als kwetsbaar beschouwd door de Rode Lijst, de IUCN, en de Amerikaanse Endangered Species Act.

De details van de natuurlijke geschiedenis van leeuwen zijn duister.

  • Wanneer splitsten de Pleistocene holenleeuwen zich af van de moderne leeuwen?
  • Wat was hun voorouderlijke hiërarchie?
  • Hybridiseerden de verloren leeuwen ondersoorten met voorouders van moderne Afrikaanse of Aziatische leeuwen?
  • Werd hun uitsterven voorafgegaan door genetische verarming, zoals bij andere verdwenen zoogdiergroepen?

Om een aantal van deze vragen te helpen beantwoorden, maakt een nieuwe studie “The Evolutionary History of Extinct and Living Lions”, gepubliceerd in Proceedings of The National Academy of Sciences, gebruik van de kracht van oud DNA en volledige genoomanalyses om deze kwesties op te lossen. Stephen J. O’Brien, Ph.D., een onderzoekswetenschapper en professor in Nova Southeastern University’s (NSU) Halmos College of Natural Sciences and Oceanography, maakte deel uit van het onderzoeksteam.

“De nieuwe resultaten illustreren de kracht van het genomics-tijdperk bij het onthullen van verloren geheimen van de prehistorie door het lezen van DNA-voetafdrukcodes bij de voorouders van moderne soorten,” zei O’Brien. “En de alarmerende genetische verarming van de ‘Indische leeuw’ wordt duidelijk bevestigd.”

O’Brien’s carrière omspant verschillende decennia, teruggaand tot een 25-jarige ambtstermijn als hoofd van het Laboratorium voor Genomische Diversiteit aan het National Cancer Institute (NCI), National Institutes of Health (NIH) van 1986-2011. In december 2011 trad hij in dienst bij het Theodosius Dobzhansky Center for Genome Bioinformatics aan de Staatsuniversiteit van St. Petersburg (Rusland), waar hij de functie bekleedt van Chief Scientific Officer.

Lead authors Marc de Manuel en Ross Barnett sequenced museum en permafrost paleontologische monsters van leeuwen (tot 30.000 jaar oud) van buiten hun huidige verspreidingsgebied, naast moderne monsters van levende leeuwen om te kijken hoe historische leeuwen evolueerden en zich verspreidden.

“Het was verbazingwekkend om te werken met monsters van 30.000 jaar oude grot leeuwen en het hele genoom van het dier te krijgen,” zei Barnett. “Het laat zien hoeveel de technologie voor antiek DNA de afgelopen tien jaar is gevorderd en hoe genomica van het verleden het behoud van de toekomst kan informeren.”

Naast NSU’s Halmos College bestond het onderzoeksteam ook uit leden van het Globe Instituut – Universiteit van Kopenhagen en het Barcelona Instituut voor Wetenschap en Technologie. Zij kwamen tot de conclusie dat de voorouders van de levende moderne leeuwen en uitgestorven holenleeuwen ongeveer 500.000 jaar geleden in verschillende lijnen uiteenvielen. Simulaties met computermodellen toonden weinig genenstroom of waarneembare hybridisatie na de splitsing, ondanks potentiële overlappingsgebieden in West-Azië en eerdere sterke aanwijzingen voor wijdverspreide hybridisatie onder andere Panthera (grote kat) soorten.

Dit suggereert voorzichtig dat nog niet geïdentificeerde factoren hebben samengespannen om effectief fokken tussen de twee leeuwentypes tijdens het Pleistoceen te voorkomen. De auteurs vinden ook geen duidelijk bewijs van een afname in genetische diversiteit bij Holenleeuwen, Barbarijse leeuwen of Kaapse leeuwen voorafgaand aan hun uitsterven.

Omstreeks 70.000 jaar geleden splitsten moderne leeuwen zich duidelijk in twee verschillende lijnen: (1) leeuwen die tegenwoordig in centraal, oostelijk en zuidelijk Afrika voorkomen; en (2) Indiase, West-Afrikaanse en uitgestorven Noord-Afrikaanse leeuwen.

Dit heeft sterke gevolgen voor de instandhouding.

Weten wat de naaste verwant van de uitgestorven Barbarijse leeuw is, zal van pas komen bij eventuele pogingen tot herintroductie. Evenzo is de onzekerheid van de Indische populatie (minder dan 500 individuen) een politiek gevoelig onderwerp, maar het bepalen van hun naaste levende verwanten kan informatie verschaffen over toekomstige restauratie en outbreeding initiatieven.

De moderne Indische leeuwen bleken genetisch bijna uniform te zijn als gevolg van eeuwen van vervolging en historische genetische bottlenecks. Deze leeuwen vertonen meerdere fysiologische correlaten van inteelt (b.v. verminderd aantal zaadcellen, skeletafwijkingen, vermindering van testosteron en afgeleide verminderde manen grootte). Ook heeft de nieuwe studie aangetoond dat de Indiase leeuwen van vandaag, in feite, inheems zijn in de regio en niet werden overgebracht uit Afrika tijdens de pre-koloniale tijd, zoals wordt beweerd in de populaire media.

Deze nieuwe studie biedt ongeëvenaarde details van de evolutionaire geschiedenis van de leeuw, en toont relaties tussen verschillende moderne geografische populaties en zelfs uitgestorven populaties. De resultaten hebben brede implicaties voor toekomstige beschermingswerkzaamheden bij wat nu een kwetsbare soort is.

Teken je in voor NSU’s RSS feed zodat je geen van onze nieuwsberichten, gastredactionele artikelen en andere aankondigingen hoeft te missen. U kunt zich HIER aanmelden. U kunt ons ook volgen op Twitter @NSUNews.

###

Over Nova Southeastern University (NSU): Bij NSU krijgen studenten niet alleen een opleiding, ze krijgen de competitieve rand die ze nodig hebben voor echte carrières, echte bijdragen en het echte leven. NSU is een dynamische, private onderzoeksuniversiteit die onderwijsen onderzoeksprogramma’s van hoge kwaliteit aanbiedt op bachelor-, master- en postdoctoraal niveau. De universiteit werd opgericht in 1964 en omvat 16 colleges, het 215.000 vierkante meter grote Center for Collaborative Research, een particuliere JK-12 lagere school, het Mailman Segal Center (vroegschoolse educatie) met specialisten in autisme, het NSU Art Museum Fort Lauderdale van wereldklasse, en de Alvin Sherman Library, Research and Information Technology Center, een van Florida’s grootste openbare bibliotheken. NSU-studenten leren op onze campussen in Fort Lauderdale, Fort Myers, Jacksonville, Miami, Miramar, Orlando, Palm Beach, en Tampa, Florida, evenals in San Juan, Puerto Rico, en wereldwijd online. NSU is door de Carnegie Foundation for the Advancement of Teaching geclassificeerd als “high research activity” en is een van de slechts 50 universiteiten in het hele land die ook de Carnegie Community Engagement Classification heeft gekregen. NSU is ook de grootste particuliere instelling in de Verenigde Staten die voldoet aan de criteria van het Amerikaanse ministerie van onderwijs als Hispanic-serving Institution. Ga naar www.nova.edu voor meer informatie.

Over NSU’s Halmos College of Natural Sciences and Oceanography: Het college biedt hoogwaardige undergraduate (bachelor’s degree) en graduate (master’s en doctorale graden en certificaten) onderwijsprogramma’s in een breed scala van disciplines, waaronder mariene wetenschappen, wiskunde, biofysica, en chemie. Onderzoekers voeren innovatieve basis- en toegepaste onderzoeksprogramma’s uit op het gebied van koraalrifbiologie, -ecologie en -geologie; visbiologie, -ecologie en -behoud; haaien- en zeilvisecologie; visserijwetenschap; diepzeeorganismenbiologie en -ecologie; ongewervelde en gewervelde genomica, genetica, moleculaire ecologie en evolutie; microbiologie; biodiversiteit; observatie en modellering van grootschalige oceaancirculatie, kustdynamica en oceaanatmosfeerkoppeling; benthische habitatkartering; biodiversiteit; histologie; en calcificatie. Het nieuwste gebouw van de universiteit is het ultramoderne Guy Harvey Oceanografisch Centrum, een structuur van 86.000 vierkante meter met laboratoria, kantoren, seminarruimten, een auditorium en binnen- en buitenwaterfaciliteiten. Ga naar cnso.nova.edu voor meer informatie.

Leave a Reply

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.