偷猎象牙帮助没有牙齿的大象进化

无牙大象在象牙偷猎盛行的地区具有优势。图片来源：Peter Chadwick/Getty

在1977-1992年非洲莫桑比克内战期间，大约90%的大象被猎杀为象牙以补充军费开支。一场人类战争对大象产生了严重的影响。从那时起，象牙偷猎就很常见了。

这种极端的狩猎极大地改变了那里的主要大象种群，根据10月22日在线发表在《科学》杂志上的一项研究，大象种群更有可能生下没有象牙的雌性大象。

然而，这种适应是有代价的，基因突变可能导致雄性大象在出生前死亡，但这一新功能可能有助于拯救种群。

当人类狩猎时，它们通常以具有特定特征的个体为目标，例如大型鱼类或长角羊，这会促进猎物的进化。但很少有人弄清楚这种人为进化背后的遗传表现。

美国普林斯顿大学的进化生物学家Shane Campbell-Staton对莫桑比克Gorongosa国家公园的大象感到好奇，那里的雌性无牙大象（非洲大象较大，雄性和雌性大象都有象牙）很常见。

首先，坎贝尔-斯塔顿想确定莫桑比克无牙大象的比例是否确实发生了变化。他和同事们分析了内战前拍摄的国家公园里大象的视频。当时，大约18%的雌性大象出生时没有象牙。但根据非营利性保护组织ElephantVoices几十年的观察，内战后出生的雌性大象的比例已上升到33%。

这种转变可能是由种群瓶颈期间的随机或近亲繁殖引起的，但该团队对无牙和无牙雌性大象在战争中幸存下来的可能性的计算机模拟表明，无牙雌性大象比例的增加更有可能是由选择引起的。

接下来，研究人员想要了解无牙母象诞生背后的遗传机制。由于大象种群中没有无齿的雄性，研究人员怀疑这一特征可能是由X染色体上基因的突变引起的，包括显性无牙基因和隐性，仅对雄性致命的基因。

ElephantVoices数据库中的象牙继承模式支持这一假设。例如，如果一头无牙的雌性大象携带着来自其母亲的显性无牙基因，那么在其非生育代中无齿和无齿的雌性幼象的数量是相同的。此外，其附属象的雌性大象数量是雄性大象的两倍。这种性别比例可能是由一种隐性基因引起的，当雄性大象继承它时，该基因会死亡。

为了找到这些基因，研究小组收集了Gorongosa国家公园18头雌性大象的血液，并对其进行测序，以找到两个突出的基因 - MEP1a和AMELX，它们在其他哺乳动物的牙齿发育中活跃。这两者在七头无牙大象身上表达，但突变是在11头无牙大象身上产生的。

在人类中，AMELX中的突变与男性的出生前死亡有关，而在女性中，这种类型的突变会阻碍牙齿的生长，而牙齿是大象的牙齿。

目前，研究人员还不知道为什么位于X染色体上的突变AMELX对男性来说是致命的。

简而言之，结果表明，偷猎者通过杀死大象来捕获象牙，导致在突变的AMELX和MEP1a之间做出选择，使这两个基因在象群中传播，最终使无齿大象更加普遍。

今天，戈龙戈萨国家公园的偷猎不再是一种现象，大象种群正在恢复。但是，长齿的雌性大象的数量可能需要很长时间才能恢复到过去的样子。

"这是人类印记的影子，需要几代人才能抹去。该研究的作者之一，普林斯顿大学的生态学家Robert Pringle总结道。（徐锐）

来源：中国科学学报