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北卡罗来纳州立大学研究人员已获得国防高级研究项目局(DARPA)的资金,以开发和测试一个系统,将减少岛屿上侵入式小鼠的人群,以帮助保护受威胁的海鸟人口。
北卡罗来纳州立大学领导这项为期两年、价值320万美元的奖励,旨在通过控制入侵啮齿动物来维持和保护生态系统的生物多样性。这是美国国防部高级研究计划局(DARPA)安全基因计划(Safe Genes program)资助的几个项目之一。该奖项可获得额外320万美元的资助。
北卡罗来纳州的研究人员和合作者将开发和测试一种基因驱动系统,以减少啮齿类动物的数量。基因驱动系统的工作原理是让特定的基因或遗传特征代代相传给很大比例的后代。
项目负责人、北卡罗来纳州立大学生物科学教授约翰·戈德温(John Godwin)说,其中一种方法是,研究人员将利用基因技术,通过阻止大多数女性后代的发育来影响性别比例。少数有生育能力的雄性会在后代中继续推动性别改变。雌性老鼠的缺乏会迅速导致老鼠的数量急剧下降。
小鼠如何影响岛上的海鸟?作为一个例子,戈德林说,在一个特定岛屿上的大小的小鼠群体吸引了迁徙的猫头鹰,这些猫头鹰喜欢享受老鼠。猫头鹰留下了这只老鼠赏金而不是离开岛屿在其他地方找到食物。一旦小鼠人群耗尽,猫头鹰将贪婪的食欲转向濒临灭绝的鸟类,叫燕麦群岛,减少了他们已经低的人口。
戈德温说:“侵略性的啮齿动物也捕食本地物种,破坏敏感的栖息地。”“我们认为,通过基因方法来减少入侵的啮齿动物数量可能是必要的,因为目前的方法虽然有效,但也有其局限性。一种特定物种的方法可能会带来巨大的好处。”
戈德温补充说,岛屿很重要。它们拥有不到地球陆地面积的5%,但却拥有世界上20%的物种和40%的极度濒危物种。
“岛屿是生物多样性的热点,但它们也是濒危物种的热点,”戈德温说。
该项目还将开发数学模型,预测基因驱动系统将如何在小鼠身上发挥作用;这项工作将由北卡罗莱纳州数学生物学家艾伦·劳埃德(Alun Lloyd)领导,他是德雷塞尔数学教授。该项目还将深入研究社区参与和基因驱动系统的教育工作,由北卡罗来纳州立大学林业和环境资源副教授Jason Delborne领导。
Godwin强调了DARPA要求,测试是否开发的基因驱动器可以减少鼠标数量,只能在高度生物中的自然环境中进行模拟自然环境;没有修饰的小鼠将被释放到野外或任何岛上。
戈德温说,基因驱动结构的可逆性也是这项工作的重要组成部分。
最后,戈德温说,安全基因项目的努力——其中一些涉及蚊子和蠕虫——将“在平行轨道上运行,旨在安全有效地利用有前景的基因驱动。”
北卡罗来纳州立大学将与学术界、非营利组织和政府合作伙伴共同开展该项目,并与来自德州农工大学、澳大利亚阿德莱德大学、澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的同事们一起,岛屿保护和美国农业部国家野生动物研究中心参与了这项工作。
- kulikowski
