Forschung dokumentiert die Genetik von Hausrindern in modernen Bisonherden

Eine neue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Berichte hat die bisher stärksten Beweise dafür erbracht, dass alle Bisons in Nordamerika mehrere kleine, aber eindeutig identifizierbare DNA-Regionen tragen, die von Hausrindern stammen.

In der Studie verglichen Forscher des Texas A&M University College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences (CVMBS) unter der Leitung von James Derr und Brian Davis Genomsequenzen zwischen den wichtigsten historischen Bisonlinien mit 1.842 Hausrindern und stellten fest, dass alle analysierten Bisongenome Beweise enthielten der Rindereinkreuzung.

„Diese vergleichende Studie dokumentiert eindeutig, dass die Menschen, die Ende des 19. Jahrhunderts dafür verantwortlich waren, den Bison vor dem Aussterben zu bewahren, auch dafür verantwortlich sind, Rindergenetik in diese Art einzuführen“, sagte Derr.

Diese Studie aktualisiert die Ergebnisse einer Reihe von Studien, die vor 20 Jahren veröffentlicht wurden, in denen Derrs Team aufdeckte, dass es nur wenige Bisonherden gab, die frei von Hausrindern zu sein schienen. Jetzt haben diese Forscher mit besserer Gentechnologie gezeigt, dass selbst diese Herden nicht frei von Hybridisierung sind.

„Heute scheint es, dass alle großen öffentlichen, privaten, Stammes- und Nichtregierungsorganisationen Bisonherden ein geringes Maß an Rindergenom-Introgression aufweisen“, sagte Sam Stroupe, ein Ph.D. Student in Derrs Labor und Erstautor der Studie. „Dazu gehören der Yellowstone-Nationalpark sowie der Elk-Island-Nationalpark in Kanada, die aufgrund früherer genetischer Studien als frei von Rindereinkreuzung galten.“

Derr sagte, dass diese neuen Erkenntnisse auch Auswirkungen auf die Bemühungen zum Schutz der Bisons haben werden; In diesem Fall könnten ihre Ergebnisse die Erhaltungsbemühungen tatsächlich erleichtern, da bestimmte Herden nicht mehr isoliert werden müssen.

Erbe der Kreuzung

Diese gemeinsame genetische Abstammung ist das Ergebnis mehrerer Hybridisierungsereignisse zwischen nordamerikanischen Bisons und Rindern in den letzten 200 Jahren, die auf den gut dokumentierten Absturz der Bisonpopulation im 19. Jahrhundert folgten.

Diese Hybridisierungsereignisse waren größtenteils von Menschen verursacht, da Viehzüchter Ende des 19. Jahrhunderts absichtlich Hausrinder mit Bisons züchteten, um ein besseres Fleisch produzierendes Tier zu schaffen. Obwohl die Kreuzung erfolgreich war, konnten sie ihren Hauptzweck nicht erreichen, und die Bemühungen wurden weitgehend aufgegeben.

Zur gleichen Zeit begannen William Hornaday und die American Bison Society mit nationalen Naturschutzbemühungen und schlugen Alarm, dass nordamerikanische Bisons vom Aussterben bedroht waren. Infolgedessen begann eine nationale Bewegung, neue Bison-Schutzpopulationen aufzubauen und bestehende Bisonpopulationen zu erhalten.

Die einzigen verfügbaren Bisons, um diese neuen Erhaltungsherden aufzubauen, waren jedoch fast ausschließlich Tiere aus den privaten Herden der Viehzüchter.

„Infolgedessen hinterlassen diese gut gemeinten Hybridisierungsbemühungen ein kompliziertes genetisches Erbe“, sagte Davis. „Ohne diese privaten Herden wäre der Bison möglicherweise ausgestorben. Gleichzeitig führte diese absichtliche Einführung von Interspezies-DNA zu Spuren von Rindern im Genom der gesamten heutigen Spezies.

„Wir haben jetzt die rechnerischen und molekularen Werkzeuge, um genomische Sequenzen von Bisons mit Tausenden von Rindern zu vergleichen und das Niveau und die Verteilung der Genetik von Hausrindern bei Bisons, die jede dieser historischen Bison-Linien repräsentieren, endgültig zu bestimmen“, sagte er.

Laut Derr ist es wichtig zu erkennen, dass, obwohl die Hybridisierung zwischen eng verwandten Wildtierarten im Laufe der Zeit auf natürliche Weise stattgefunden hat – bekannte Beispiele sind Kojoten und Ostwölfe, Grizzlys und Eisbären sowie Rotluchs und kanadischer Luchs – die Bison-Rinder-Hybridisierung so ist fast ausschließlich ein zielgerichtetes, von Menschen verursachtes Ereignis, das zufällig mit dem enormen Bevölkerungsengpass Ende des 19. Jahrhunderts zusammenfiel.

„Zwei Hauptereignisse, eine extrem kleine Bisonpopulation und ein weit verbreitetes Interesse an der Entwicklung von Hybridtieren, veränderten und formten die Genome dieser Art auf eine Weise, die wir gerade erst zu verstehen beginnen“, sagte Derr. „Trotzdem hat diese Art überlebt und gedeiht jetzt in den Ebenen Nordamerikas.“

Reaktionen aus der Bison-Schutzgemeinschaft

Als eines der bekanntesten Tiere der Welt spielen Bisons eine Reihe wichtiger und manchmal widersprüchlicher Rollen in der Gesellschaft.

Während einige sie für eine Wildtierart halten, die nicht domestiziert werden sollte, betrachten andere sie als ein wichtiges wirtschaftliches Nutztier; Obwohl Bisons als Wildtiere in Staats- und Bundesparks und Wildschutzgebieten aufgezogen werden, gehören die meisten heute lebenden Bisons privaten Viehzüchtern und werden für die Fleisch- und Faserproduktion gezüchtet.

Für andere haben sie religiöse und spirituelle Rollen inne und sind Ikonen des kontinentalen Stolzes. 2016 wurden Bisons sogar zum Nationalsäugetier der USA ernannt.

„Obwohl auf unterschiedliche Weise betrachtet, hat der Bisonschutz für viele verschiedene Gruppen Priorität, und es ist zwingend erforderlich, dass wir uns darauf einigen, die besten verfügbaren wissenschaftlichen Informationen zu verwenden, um Entscheidungen für die Zukunft zu treffen“, sagte Stroupe. „Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass wir mit moderner genomischer Biotechnologie viele historische Details über die Vergangenheit einer Art aufdecken und diese Informationen nutzen können, um eine fundierte Führung bei der Festlegung von Schutzrichtlinien für die Zukunft zu gewährleisten.“

Während viele dieser Viehherden mit 100 Tieren oder weniger eher klein sind, gibt es einige Ausnahmen. Turner Enterprises in Bozeman, Montana, ist mit über 45.000 Tieren in mehreren Bundesstaaten der größte private Bisonproduzent.

Laut Mark Kossler, Vice President of Ranch Operations, wird Turner Enterprises diese neuen Informationen nutzen, um seine Naturschutzbemühungen weiter zu verbessern.

„Turner Enterprises hat in den letzten 20 Jahren die Bison-genetische Arbeit der Texas A&M University genutzt, um das genetische Management unserer mütterlichen Herden in Bezug auf die Einkreuzung der mitochondrialen DNA von Rindern zu strukturieren“, sagte er. „Wir waren uns voll und ganz bewusst, dass die fortschreitende Technologie und Kartierung des gesamten Bisongenoms aufdecken könnte, dass die gesamte Bison-Kern-DNA auch eine Rindereinkreuzung aufweisen könnte.

„Das Wissen, dass die nordamerikanische Bisonherde eine weit verbreitete Introgression von Rinder-DNA aufweist, wenn auch in geringen Mengen, wird es unseren Betrieben ermöglichen, das zukünftige genetische Management zwischen unseren Herden zu strukturieren, um eine breite genetische Vielfalt aufrechtzuerhalten, ohne sich Sorgen um eine Kreuzkontamination von Herden zu machen, die als ‚ frei von Introgression“, sagte er. „Dies sind hilfreiche Informationen für die Bisongemeinschaft. Wir schätzen die Forschung und Sorgfalt der Texas A&M University, die der Bisongemeinschaft die endgültige Antwort auf diese Frage der genetischen Reinheit der Bisons liefert.“

Les Kroeger, Präsident der Canadian Bison Association, die Derrs Forschung mitfinanzierte, stimmte zu, dass bessere Informationen immer ein positiver Schritt für ihre Bemühungen um Nachhaltigkeit und Naturschutz sind.

„Mit der Verbesserung der Forschungsinstrumente gewinnen wir ein besseres Verständnis der komplexen Geschichte des Bisons“, sagte er. „Mit diesen Informationen können wir weiterhin den Weg weisen, um gesunde Populationen dieses ikonischen Tieres für zukünftige Generationen zu züchten. Die kommerzielle Bisonindustrie unterstützt weiterhin Forschungs- und Naturschutzinitiativen und produziert gleichzeitig weiterhin nachhaltig ein hochwertiges Protein, das die Verbraucher genießen können .“

Chad Kremer, Präsident der National Bison Association, fügte hinzu, dass die Informationen den Bisonproduzenten im ganzen Land bessere Informationen für die Verwaltung ihrer Herden geben werden.

„Die National Bison Association begrüßt diese Forschungsergebnisse, da wir weiterhin die lange und komplizierte Geschichte der genetischen Abstammung des amerikanischen Bisons enträtseln“, sagte er. „Forschungsprojekte wie dieses helfen den Erzeugern auch heute noch dabei, eine gesunde und vielfältige Genetik in Bisonherden aufrechtzuerhalten über unser nordamerikanisches Bisonregister auf dem gesamten Kontinent. Wir hoffen, dass Bisonproduzenten diese Daten und Technologien nutzen, um die Genetik ihrer eigenen Herden weiter zu verbessern und gleichzeitig Bisons in ihrer ursprünglichen Landschaft wiederherzustellen.“