世界上最孤立的脊椎动物现在已经近亲繁殖，以至于研究人员担心它们不会存在太久。
一万多年来，一小群鳉鱼只生活在内华达州魔鬼洞，一个著名的地下绿洲，隐藏在死亡谷国家公园的沙漠边缘。
有限的栖息地是一个 152 米深（500 英尺）的洞穴，这使其成为已知的有脊椎生物的最小栖息地，而极端的条件正在对它们的基因造成损害。
加州大学伯克利分校的生物学家对来自魔鬼洞的 8 条鳉鱼的基因组进行测序后发现，这些鱼的杂交程度达到了平均个体与其家族成员共享约 58% 基因组的程度。
“高水平的近交与更高的灭绝风险相关，魔鬼洞鳉鱼的近交程度等于或高于迄今为止报道的其他孤立自然种群的水平，例如密歇根州的罗亚尔岛狼、非洲的山地大猩猩和印度虎。”说来自加州大学伯克利分校的综合生物学家和首席研究员克里斯托弗·马丁。
这种令人震惊的高水平基因组交叉类似于其他濒临灭绝的物种，如佛罗里达黑豹（美洲狮）、皇家岛狼（犬狼疮）和山地大猩猩（伯林盖大猩猩），所有这些地区都面临着人口急剧下降的问题。
当伯克利的研究人员将他们的结果与世界其他地方的其他鳉鱼品种进行比较时，他们发现鳉鱼个体的基因组通常只有大约 10% 到 30% 是相同的。魔鬼洞显然加剧了这种情况。
例如，魔鬼洞鳉鱼可能正在积累基因变异，这可能会使它们更难生存。
Devils Hole已经缺乏食物和氧气，但根据最近测序的基因组，一些与低氧条件下的繁殖和生存密切相关的鳉鱼等位基因似乎随着时间的推移失去了功能或被删除。
好消息是，这些突变已经传播了一段时间。
当研究人员对博物馆收藏的一条保存完好的魔鬼洞鳉鱼进行基因组测序时，他们发现了至少自 1980 年以来高度近亲繁殖的证据。
早在 2007 年和 2013 年，魔鬼洞鳉鱼的数量就骤降到只有几十条。如今，魔鬼洞鳉鱼的数量约为 175 条。科学家们认为它们是极度濒危，没有人真正知道他们为什么消失。现在研究人员想弄清楚是否有基因导致了最近的这些损失。
“关于这些下降的部分问题是，它们是否可能是由于人口的遗传健康状况造成的，”解释马丁.
“也许数量下降是因为有害突变已经被固定，因为人口太少了。”
人类活动（例如抽取地下水）可能没有帮助，而自然事件（例如地震）有时也会起到帮助作用。：如果魔鬼洞中的波浪足够大，它们可以压碎鳉鱼卵，并从洞穴阳光照射的架子上撕下藻类。
由于这些是鳉鱼能够获取的唯一营养物质，因此此类事件可能是灾难性的。
气温上升也是如此。如果将魔鬼洞的水含量加热到超过恒定的 33 摄氏度（91.4 华氏度），居住的鳉鱼可能无法快速有效地繁殖。
遗传变异被认为对动物生存至关重要，因为这意味着后代有更多机会适应不断变化的条件。
但并非所有突变都有帮助，当种群中近亲繁殖程度较高时，有些突变可能会被拖累。
生物学家希望利用魔鬼洞鳉鱼等小种群的基因组来更好地了解这些进化动态，以及可以采取哪些措施来拯救濒临灭绝的动物的命运。
例如，如果发现一种特定的突变会降低魔鬼洞鳉鱼在低氧条件下生存的能力，那么也许像这样的技术可以帮助科学家从混合物中删除该等位基因，或恢复之前丢失的其他基因。
研究人员总共发现了 15 个从魔鬼洞鳉鱼基因组中消失的基因。
替换基因组丢失的部分是一个有争议的想法，但一些生物学家和自然资源保护主义者目前正在探索这种可能性。
“我们未来的工作是实际研究这些删除的作用，”说马丁.
“它们会增加对缺氧的耐受性吗？它们会降低对缺氧的耐受性吗？我认为这两种情况目前同样合理。”
一旦我们了解了魔鬼洞的情况，科学家就可以就如何拯救当地的鳉鱼做出更明智的选择。
该研究发表于英国皇家学会会刊 B。
