Wissenschaftler haben die erste genetische Karte von Schimpansen in freier Wildbahn erstellt, die eine detaillierte Rekonstruktion der vergangenen Wanderungen der gefährdeten Arten und ein neues Instrument zur Bekämpfung des illegalen Handels bietet.
Der genomische Katalog, der 828 Individuen aus ihrem riesigen afrikanischen Verbreitungsgebiet umfasst, kann nun verwendet werden, um entführte Schimpansen – oder ihr Fleisch und ihre Körperteile – innerhalb von 100 Kilometern mit ihrem Herkunftsort in Verbindung zu bringen.
Die Ergebnisse des jahrelangen Forschungsprojekts wurden am Mittwoch in der Fachzeitschrift veröffentlicht Zellgenomik.
Erstautorin Claudia Fontsere vom Institut für Evolutionsbiologie in Spanien sagte gegenüber : „Wenn wir die genetische Vielfalt dieser gefährdeten Art und ihre demografische Vergangenheit kennen, kann dies dazu beitragen, einen besseren Schutzplan zu entwerfen.“
Im Rahmen des Panafrikanischen Programms wurden an 48 Orten in Zentral- und Westafrika DNA-Proben von Tausenden von Schimpansenkot gesammelt.
Kotproben sind eine nützliche Methode, um gefährdete Arten zu untersuchen, da sie eine umfassende Sammlung mit minimaler Beeinträchtigung der Tiere ermöglichen.
Sie stellen aber auch technische Herausforderungen dar, da sie nur Spuren von Wirts-DNA enthalten.
Um diese Einschränkungen zu überwinden, wendete das Team eine neue DNA-Sequenzierungstechnik namens „Target Capture“ an, die erstmals zur Untersuchung von Neandertalern verwendet wurde, deren Überreste über Tausende von Jahren abgebaut wurden.
Dadurch konnten sie 50 Prozent mehr Varianten auf einem bestimmten Chromosom – Nummer 21 – entdecken als zuvor gefunden wurden, und daraus auf den vergangenen Genfluss zwischen Schimpansenpopulationen schließen, wodurch Lücken im wissenschaftlichen Verständnis geschlossen wurden.
Zuvor waren nur 59 ganze Schimpansengenome sequenziert worden, hauptsächlich von in Gefangenschaft gehaltenen Tieren mit begrenzten Informationen über ihren Ursprung.
Komplexe Migrationen
Genau wie Menschen haben Schimpansen eine komplexe Migrationsgeschichte, und die neue Forschung ermöglichte es den Wissenschaftlern, auf einer neuen Detailebene auf die letzten 100.000 Jahre zurückzublicken.
„Es wurde viel darüber diskutiert, ob sich die vier Schimpansen-Unterarten wirklich voneinander unterschieden oder ob es einen anhaltenden Genfluss zwischen ihnen gegeben hat“, sagte Co-Erstautorin Mimi Arandjelovic vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie gegenüber .
„Wir konnten mit verschiedenen Analysemethoden, die sehr alte und neuere Variationen betrachten, zeigen, dass die Geschichte ähnlich komplex ist wie die unserer eigenen Art.“
Das Team erfuhr, dass die Unterarten der Schimpansen in der Vergangenheit getrennt wurden, erlebten aber auch Perioden des genetischen Austauschs – was erklärt, warum frühere Studien, die versuchten, die Evolutionsgeschichte der Schimpansen zu rekonstruieren, zu unterschiedlichen Schlussfolgerungen kamen.
Sie fanden heraus, dass geografische Barrieren wie Seen und Flüsse auch genetische Barrieren zwischen Unterarten sowie zwischen Gemeinschaften schufen, und entdeckten neue Erkenntnisse über Perioden, in denen sich Schimpansen mit Bonobos kreuzten.
Wichtig ist, dass sie bestätigten, dass es ein hohes Maß an Konnektivität zwischen westlichen Schimpansen gibt, was die Notwendigkeit unterstreicht, die Verbindungen zwischen Wäldern in ganz Westafrika zu erhalten, sagte Arandjelovic.
Fontsere erklärte, die genetische Karte könne dabei helfen, genau zu bestimmen, woher illegal gehandelte Schimpansen stammten.
Obwohl die Wiedereinführung der Schimpansen in die Wildnis aufgrund der komplexen Sozialstruktur der Tiere eine schwierige Aufgabe ist, haben Untersuchungen gezeigt, dass es ihnen besser geht, wenn sie in einem Schutzgebiet in der Nähe ihres Herkunftsortes untergebracht werden.
„Es kann den Strafverfolgungsbehörden helfen, sich die wahrscheinlicheren Routen anzusehen, wir können sie zurückverfolgen“, sagte Fontsere.
Als nächstes hoffen sie, die genetische Karte mit mehr Proben zu verbessern und, nachdem sie bewiesen haben, dass fäkale DNA eine praktikable Option ist, ihre Verwendung auf die Untersuchung anderer Primaten auszudehnen.
Claudia Fontsere et al, Populationsdynamik und genetische Konnektivität in der neueren Schimpansengeschichte, Zellgenomik (2022). DOI: 10.1016/j.xgen.2022.100133 , www.cell.com/cell-genomics/ful … 2666-979X(22)00062-3
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