Eine genetische Studie ergab, dass die Population von Waldhuhn widerstandsfähiger ist als erwartet

Trotz des jahrzehntelangen Rückgangs zeigt eine genetische Analyse des Halshuhns, dass der Staatsvogel von Pennsylvania mehr genetische Vielfalt und Konnektivität aufweist als erwartet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der ikonische Wildvogel in dauerhafter Zahl erhalten bleiben könnte, wenn geeignete Schutzmaßnahmen umgesetzt würden. Die von Forschern der Penn State und der Pennsylvania Game Commission geleitete Studie wurde in veröffentlicht Molekulare Ökologie.

Den Forschern zufolge ist der Bestand der Waldhuhnhühner in Pennsylvania seit den frühen 1960er Jahren um bis zu 70 % zurückgegangen, wobei Vögel im südlichen Teil des Staates besonders vom West-Nil-Virus betroffen sind, der durch Mücken verbreitet wird, und von der entwicklungsbedingten Fragmentierung des Lebensraums .

„Allen typischen Maßstäben zufolge befindet sich das Waldhuhn in einem rapiden Rückgang“, sagte Julian Avery, außerordentlicher Forschungsprofessor für Wildtierschutz an der Penn State University und Mitautor der Studie. „Bisher hatte jedoch noch niemand genetische Werkzeuge eingesetzt, um die Auswirkungen dieses Rückgangs auf einer tieferen Ebene zu untersuchen. Durch die Anwendung der Sequenzierung des gesamten Genoms haben wir herausgefunden, dass es dem Vogel genetisch besser geht, als wir vermutet hatten, was den Schutz des Lebensraums bedeutet.“ und andere Managementmaßnahmen können zum Schutz dieser Art beitragen.“

Lelton Luna, Postdoktorand an der Penn State University und korrespondierender Autor der Arbeit, erklärte, dass es zu Inzucht kommen kann, wenn die Populationsgröße eines Organismus aufgrund von Krankheiten oder Lebensraumverlust zu stark abnimmt, was im Laufe der Zeit zu einem Rückgang der genetischen Vielfalt führen kann.

„Populationen mit geringer genetischer Vielfalt haben es schwerer, sich als Reaktion auf veränderte Umweltbedingungen weiterzuentwickeln und sind einem höheren Risiko des Aussterbens ausgesetzt“, sagte Luna. „Im Fall des Pennsylvania-Hühnerhuhns weist es aufgrund des starken Bestandsrückgangs sicherlich nicht mehr die gleichen gesunden genetischen Bedingungen auf wie in der Vergangenheit. Dennoch gibt uns das derzeitige Niveau der genetischen Vielfalt und Konnektivität große Hoffnung.“ für den Erhalt dieser Art.“

In einem ersten Schritt erstellte das Team das erste hochwertige Referenzgenom für Waldhuhn. Ein Referenzgenom, sagte Luna, sei ein repräsentatives Beispiel für die Gene eines bestimmten Organismus.

„Dieses Referenzgenom dient als standardisierte genetische Basis und ermöglicht genaue Vergleiche der genomweiten Vielfalt zwischen Individuen und Populationen“, sagte Luna. „Darüber hinaus wird diese genomische Ressource es uns ermöglichen, wichtige Fragen zu untersuchen, beispielsweise ob bestimmte genetische Komponenten, wie etwa angepasste Gene, zu unterschiedlichen Populationsreaktionen auf das West-Nil-Virus in verschiedenen Waldhuhnpopulationen beitragen.“

Um die Populationsgesundheit des Halshuhns in Pennsylvania zu untersuchen, sequenzierte das Forschungsteam 54 einzelne Vogelgenome in Lebensräumen, die sowohl durch die Entwicklung fragmentiert als auch intakt waren. Die Forscher untersuchten die Sequenzdaten auf Hinweise auf einen Genfluss, was darauf hindeutet, dass genetisches Material zwischen migrierenden Populationen problemlos ausgetauscht wird.

„Wir haben jedes Individuum mit jedem anderen Individuum verglichen, das wir befragt haben“, sagte Luna. „Auf diese Weise konnten wir feststellen, ob die Vögel alle zu einer einzigen geografischen Population oder zu unterschiedlichen Populationen gehören und wie Umweltfaktoren wie die Fragmentierung des Lebensraums und die Geländehöhe die effektive Ausbreitung der Vögel und damit den Austausch beeinflussen.“ von Genen.

Er sagte, die DNA-Analyse des Teams habe nur schwache Hinweise auf eine Bevölkerungsunterteilung im gesamten Bundesstaat geliefert, obwohl die Forscher im Süden, wo der Lebensraum des Vogels durch die menschliche Entwicklung fragmentiert sei, eine verringerte genetische Konnektivität festgestellt hätten.

„Das sagt uns, dass es der Bevölkerung möglicherweise nicht so schlecht geht, wie wir erwartet hatten“, sagte Luna. „Es hat uns auch geholfen, Wildtiermanager darüber zu informieren, welche Gebiete am meisten von der Entwicklung von Lebensraumkorridoren profitieren würden. Es handelt sich jedoch nur um eine Momentaufnahme der Population zu diesem besonderen Zeitpunkt. In Zukunft hoffen wir, die DNA von Museumsexemplaren auf diese Weise analysieren zu können.“ Wir können die genetische Vielfalt und Konnektivität der heutigen Populationen mit denen aus der Zeit vor der Verbreitung des West-Nil-Virus und vor der Fragmentierung des Lebensraums vergleichen.“

Überraschenderweise, so das Team, sei es auch auf das Vorhandensein zweier genetischer „Anomalien“, sogenannter Chromosomeninversionen, gestoßen. Diese treten auf, wenn ein DNA-Abschnitt abbricht und sich dann in umgekehrter Reihenfolge wieder anfügt.

„Wir haben bei einigen der von uns untersuchten Personen Chromosomeninversionen festgestellt, und diese wurden bei Personen aus dem gesamten Commonwealth gefunden“, sagte Co-Autor David Toews, Assistenzprofessor für Biologie an der Penn State.

„Die Daten sind sehr klar“, sagte er. „Es gibt diese beiden großen Teile des Genoms des Waldhuhns, die sich stark vom Rest des Genoms unterscheiden und nicht mit einem offensichtlichen geografischen Muster bei den Vögeln in Verbindung gebracht werden. Das verleiht der Geschichte eine lustige Wendung.“

Toews stellte fest, dass Chromosomeninversionen zuvor auch bei anderen Vogelarten gefunden wurden und sich beispielsweise in unterschiedlichen Gefiedermustern oder aggressiveren Verhaltensweisen äußerten. Er sagte, das Team wisse noch nicht, wie sich die Umkehrungen auf das Auerhuhn auswirken könnten. Es ist ein Thema, das das Team weiter untersuchen möchte.

In der Zwischenzeit, so Toews, hätten die Chromosomeninversionen wichtige Auswirkungen auf die Erhaltung.

„Oberflächlich betrachtet sehen alle Raufußhühner ziemlich ähnlich aus, aber sie weisen tatsächlich tiefe genetische Unterschiede auf“, sagte er. „Im Kontext des Naturschutzes kann es wichtig sein, über die Art als Ganzes hinauszudenken und den Schutz von Individuen mit diesen genetischen Variationen in Betracht zu ziehen.“

Avery wies darauf hin, dass Penn State auf eine lange Geschichte der Zusammenarbeit mit staatlichen Behörden – wie der Pennsylvania Game Commission, der Pennsylvania Fish and Boat Commission und dem Pennsylvania Department of Conservation and Natural Resources – zurückblickt, um wissenschaftliche Daten zu sammeln und zu analysieren, die als Grundlage für Naturschutzstrategien dienen können. Er sagte, die Ergebnisse des Teams deuten darauf hin, dass bestimmte Managementeingriffe dem Vogel helfen könnten, gesunde Populationen aufrechtzuerhalten. Diese beinhalten:

„Hühnerhühner spielen nicht nur eine wichtige Rolle im Ökosystem, sie sind auch wirklich interessant“, sagte Avery. „Das machen die Männchen Trommelgeräusch im Frühjahr, um Partner anzulocken. Man kann den Bass körperlich spüren, wenn sie im Wald trommeln. Sie kombinieren das Trommeln auch mit einer auffälligen Zurschaustellung von Zierfedern und einem ausgebreiteten Schwanz, ähnlich dem übertriebenen Auftritt eines männlichen Pfaus. Um das Ganze noch zu krönen, bilden sich im Herbst die faszinierenden Verlängerungen ihrer Zehenschuppen, die dazu beitragen können, die Oberfläche in den Wintermonaten zu vergrößern. Sie sind einfach wunderschön und bizarr und verdienen unsere Aufmerksamkeit für den Naturschutz.“

Weitere Autoren des Artikels sind Lisa Williams, Wildbiologin; Kenneth Duren, Leiter der Wildvogelabteilung; und Reina Tyl, Wildbiologin, alle bei der Pennsylvania Game Commission.