《Genes》：Genetic Diversity, Demographic Parameters, and Trophic Ecology of the Pampas Cat (Leopardus garleppi) in a Ramsar Wetland of Northwestern Peru
Manuel Santiago-Plata,
Jennifer Adams,
Janet L. Rachlow,
Cindy M. Hurtado,
Alvaro Garcia-Olaechea,
Taal Levi and
Lisette P. Waits
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本研究通过粪便DNA基因分型和元条形码技术，评估了秘鲁西北部Vice圣佩德罗红树林（MSPV）这一拉姆萨尔滨海湿地中Pampas猫（Leopardus garleppi）种群的状态。研究发现该种群规模极小（普查种群大小Nc=9，有效种群大小Ne=2.4），存在近期遗传瓶颈信号，具有显著的近亲结构和有限的基因流。其食性以本地啮齿类Aegialomys xanthaeolus为主，无显著性别差异。研究揭示了这一位于物种分布边缘的小种群在退化滨海湿地景观中面临的遗传侵蚀风险，强调了栖息地保护、猎物资源保育及功能连通性恢复对其长期生存的重要性。
引言
遗传多样性是生物多样性的核心组成部分，是种群应对环境扰动和适应变化的关键缓冲。在小型或孤立种群中，遗传变异的丧失会降低其进化潜力，使其更容易因近交衰退和随机事件而灭绝。尤其对于位于分布区边缘的种群，由于奠基者效应和有限的基因流，通常表现出较低的遗传多样性。因此，理解影响种群存续的基因流动、近交和遗传瓶颈等遗传过程至关重要。可靠的种群规模、性比和个体存续估计，结合亲缘关系分析和食性生态研究，为评估小型孤立食肉动物种群的状况提供了全面的视角。本研究的目标正是基于粪便DNA采样，评估秘鲁西北部MSPV红树林湿地中Pampas猫（L. garleppi）种群的遗传多样性、种群参数和食性组成。
材料与方法
研究地点位于秘鲁西北部Vice圣佩德罗红树林，这是一个被极度干旱的塞丘拉沙漠环绕的滨海湿地，是南美洲太平洋沿岸现存最南端的红树林斑块。研究在2019年至2021年的三个野外季节共采集了142份粪便样本，采用非侵入性遗传采样方法。粪便DNA经提取后，使用8个核DNA微卫星位点进行基因分型，以进行个体识别、遗传多样性分析和亲缘关系推断。同时，利用脊椎动物DNA元条形码技术对部分已确定个体的粪便样本进行食性分析，靶向线粒体12S rRNA基因片段，以鉴定猎物种类。种群规模通过遗传标记-重捕框架估算，有效种群大小通过连锁不平衡法估算，并运用多种方法检测近期遗传瓶颈信号。食性数据则通过出现频率和加权出现百分比进行量化分析，并评估性别间的食性差异。
结果
基因分型成功与个体识别
在成功基因分型的68份样本中，共识别出9个独立的Pampas猫个体，包括6只雄性和3只雌性，对应估计密度约为0.30只/平方公里。总体性比偏向雄性。多数个体在至少一个后续采样年份中被重新发现，雌性表现出更高的地点忠诚度和多年存续性，而雄性的检出则更具年际波动性。
遗传多样性模式与区域比较
基于最终保留的8个微卫星位点，MSPV种群的遗传多样性处于中等水平，平均等位基因丰富度为3.47，观测杂合度为0.69，期望杂合度为0.58。尽管与秘鲁中部、玻利维亚西部和阿根廷北部的其他Pampas猫种群相比，MSPV种群的期望杂合度处于较低水平，但区域间的差异在统计学上并不显著。
亲缘结构与亲缘关系模式
配对分析揭示了种群内强烈的亲缘关联。ML-RELATE分析识别出4对全同胞和5对亲子关系，所有个体均通过一级亲缘关系相连，形成了一个紧密的近亲网络，表明种群内部存在多代亲缘结构且外部补充有限。
种群规模估计与瓶颈证据
遗传标记-重捕分析估计该种群的普查规模为9只。有效种群大小极低，仅为2.4，Ne/Nc比约为0.27。瓶颈分析提供了近期种群规模缩减的一致证据：在多种突变模型下均检测到显著的杂合度过剩，等位基因频率分布模式发生偏移，且平均M比值远低于临界阈值。
营养组成与食性模式
食性分析在Pampas猫的粪便中鉴定出8种脊椎动物猎物，分属鸟类和哺乳类。本地啮齿类黄褐色稻鼠是绝对优势猎物，在59%的样本中出现，占加权出现百分比的53%。鸟类猎物以红树林秧鸡、棕颈林秧鸡和黑水鸡等湿地鸟类为主。个体间的食性存在一定差异，但基于Bray-Curtis相异性的多元分析表明，雄性和雌性之间的食性组成没有显著差异。
讨论
个体识别与性别特异性种群动态
非侵入性遗传监测成功追踪了9只个体跨越三年的动态。雄性偏向的检出率和雌性更高的地点忠诚度，符合小型猫科动物性别特异性空间利用的模式。然而，未检测到无关基因型，且近亲个体被重复捕获，支持了MSPV种群是一个移民有限的封闭种群的假设。
遗传多样性、隔离与种群历史
尽管种群规模小且孤立，MSPV种群仍保有中等水平的遗传多样性，这可能源于历史连通性的遗留或种群内部行为促进的遗传混合。然而，与中部安第斯山脉的种群相比相对较低的遗传多样性，以及显著的瓶颈信号，表明其作为边缘种群正经历遗传侵蚀。中心-边缘假说在此得到印证，地理隔离和有限的基因流加剧了遗传漂变。
近亲结构种群动态与近交风险
种群中普遍存在的一级亲缘关系，特别是与雌性相关的亲缘对，表明了母系地点忠诚度和有限的扩散。雄性子代与亲本的同时存在，进一步说明扩散机会受限，可能与周围的沙漠屏障和人为干扰景观有关。这种强烈的近亲结构显著增加了近交风险，可能降低繁殖成功率和种群的适应潜力。
种群缩减与遗传侵蚀
极低的普查规模和有效种群大小、显著的Ne/Nc比值以及多重独立的遗传瓶颈证据共同表明，MSPV的Pampas猫种群正在经历持续性的遗传侵蚀。这种状态使其对疾病爆发、极端气候等随机事件的抵抗力极弱，种群生存力受到严重威胁。
营养生态与猎物利用动态
Pampas猫的食性高度依赖本地优势啮齿类黄褐色稻鼠，辅以多种湿地鸟类。这种营养策略反映了其对当地丰富猎物资源的适应。尽管个体间猎物组成存在变异，但未发现显著的性别间食性分化，表明两性在核心猎物资源利用上高度重叠。保护其关键猎物及其栖息地，对于维持该种群的生存至关重要。
保护启示
针对MSPV的Pampas猫种群的保护需要综合策略。首要任务是恢复和维持景观连通性，通过建立生态廊道促进与外部种群的基因交流，以增加有效种群大小并缓解近交衰退。其次，必须保护红树林-陆地交错带的高质量栖息地，以维持作为其营养基石的啮齿类和鸟类猎物的种群。同时，需控制入侵物种、减少人为干扰（如过度放牧、火灾）。长期、科学的监测计划必不可少，以评估管理措施的有效性。在自然连通无法恢复的情况下，可考虑在严格评估后实施“遗传救助”。通过结合栖息地恢复、种群支持、遗传监测和社区参与的协同策略，方能为这一处于分布边缘的独特种群提供长期的生存保障，并维护秘鲁北部滨海湿地的生态健康。
