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海岸紅杉是地球上最古老的樹木之一，堪稱植物界的“活化石”，在1億年以前就存在了。那時的紅杉，還是侏羅紀最具代表性的植物，分布在北半球的廣大地區。今天，世界上有紅杉分布的地方只剩下中國和美國。在21世紀的氣候變化中，如何讓這些古老的紅杉樹保存下來？基因研究是重要的工具。
來源/Save the Redwoods 過去幾年來，美國的科學家們正首次嘗試對美國的海岸紅杉和巨杉的基因組進行測序，希望能在未來一個世紀的氣候變化中保存這些古樹。 近日，中國綠發會顧問、原聯合國秘書長辦公廳副主任Frederick Dubee教授給綠會小伙伴們分享了一篇最新的研究：“拯救紅杉聯盟”與加州大學戴維斯分校共同發布了一則消息：科學家對海岸紅杉和巨紅杉基因組已經進行了測序。 這則消息顯示，拯救紅杉聯盟、加利福尼亞大學戴維斯分校、約翰霍普金斯大學的科學家們已經成功地對海岸紅杉和巨紅杉基因組進行了測序，完成了一個五年項目的第一個重大里程碑，以建立研究這些森林基因組多樣性所需的科學工具。海岸紅杉的基因組現在是有史以來進行的第二大的基因組測序，幾乎是人類基因組大小的9倍。巨杉的基因組大約是人類基因組的3倍。
（上圖：迄今為止已進行基因測序的物種的大小比較。來源/拯救紅杉聯盟） 而此前，迄今為止最大的基因組序列，是對一種墨西哥蠑螈（Axolotl）進行的測序，是在2018年完成的。墨西哥蠑螈的基因研究很有意義，是發育生物學的經典研究對象，因為蠑螈是自然界中唯一能夠完美再生四肢的脊椎動物——它們可以再生四肢，心臟，脊椎等各種組織，可謂名副其實的“再生冠軍”。Axolotl基因組是迄今為止被測序的最大的基因組。不過，由于墨西哥市區的生活用水及排放導致Xochimilco湖區大量干涸、水質下降，墨西哥蠑螈的數目正在減少。同時，它們在水族館也頗受歡迎，而碳烤蠑螈又是墨西哥人菜桌上的一道美食，這兩個因素更加劇了蠑螈數量下降。墨西哥蠑螈已經成為了將近滅絕的極危物種。 （拓展閱讀：城市生物多樣性保護尤為重要的三個理由，周晉峰強調城市發展不能本末倒置）
墨西哥蠑螈。來源/Wikipedia 在第六次生物大滅絕的“潮流”中，由于棲息地喪失等多種原因帶來的瀕臨滅絕，并非只有野生動物。如何應對滅絕？正是科學家們正在努力的領域。比如，本文介紹的這個長達5年，耗資260萬美元的紅杉基因組計劃的目標是，通過在種植、再植或棲息地保護工作時選擇最健壯、適應性最強的基因，使科學家能夠保持森林的復原力和遺傳多樣性。 在過去的150年來，95%的古海岸紅杉和大約1/3的巨紅杉都被記錄在案。隨著老樹空前的消失和紅杉無性系的增加，自然保護主義者越來越擔心森林的基因多樣性已經發生了根本性的變化，這可能使紅杉容易受到干旱、火災和其他與氣候變化有關的影響。 據報道，這是首次對海岸紅杉和巨型紅杉基因組進行的測序，為人類的生態系統修復開辟了新的科學前沿。這項工作將揭示森林的基因特性，以便我們保護剩下的多樣性，在某些地區嘗試恢復已經失去的物種。 完成海岸紅杉和巨大紅杉基因組的序列是第一步?？茖W家們計劃，下一步將開始探索紅杉種群中存在的遺傳變異數量，并將這種變異與它們適應的環境聯系起來。 這個項目是2017年底啟動的，預計到2022年項目結束時，所開發的基因組序列和篩選工具將使野外工作人員能夠快速評估紅杉林的適應性基因組多樣性，以制定管理計劃，恢復這些森林在其整個自然范圍內的健康和恢復能力。隨著基因組的排序，拯救紅杉聯盟將致力于調查整個景觀的多樣性，并確定“熱點”的基因組多樣性，以加強保護和低多樣性地區的恢復。 |
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