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城市化是一种不断加速的进化力量,然而,城市基因流动的模式及其驱动因素在很大程度上仍不明确。这导致在人口学模型与城市连通性遗传模型之间的相互作用检验中存在一个关键空白。具体而言,包括:城市破碎化模型,即结构性屏障限制基因流动并推动遗传漂变;城市促进模型,即具有渗透性的基质增强功能连通性;以及城市汇假说,即一种人口学模型,认为高死亡率会形成无法维持的种群汇。我们利用高分辨率RAD捕获数据开展景观基因组学与基因流分析,以解析上述模型,并探究美国加利福尼亚州洛杉矶大都会区城市郊狼(*Canis latrans*)的当代进化。通过纳入城市建成环境中细尺度的环境、社会—生态及历史变量,我们严格评估了城市异质性如何塑造城市内部的进化动态。我们发现,种群结构较弱,且受到家族群体的显著影响。整个研究区域具有广泛的景观渗透性和基因流动,包括跨越四条主要高速公路的基因流动。我们还发现,来自城市外缘源种群的基因流向城市核心区域高度不对称,这支持了城市汇范式。然而,城市基质并非遗传意义上的“死胡同”,而是表现出显著的功能异质性:其中一个城市核心发挥了“遗传海绵”的作用,从周边多个源种群吸收独特的短暂等位基因;两个城市核心均作为具有渗透性的“渗漏型汇”,向其他种群输出关键的基因流。因此,城市人口学汇可以同时充当重要的遗传桥梁。我们的研究否定了单纯的城市破碎化模型,同时表明,人口学汇动态与遗传促进作用并非相互排斥。这说明,高周转率的城市汇能够通过缓冲遗传侵蚀来维持区域生物多样性,凸显了在城市保护策略中优先保障基质渗透性和斑块间连通性的必要性。
城市化是一种不断加速的演化力量,但城市基因流动的模式及其驱动因素在很大程度上仍不明晰。这使得检验城市连通性的种群学模型与遗传学模型之间的相互作用存在一个关键空白。具体而言,包括:城市破碎化模型,即结构性屏障限制基因流动并推动遗传漂变;城市促进模型,即具有渗透性的基质增强功能连通性;以及城市汇假说,这是一种种群学模型,认为高死亡率会形成不可持续的种群汇。我们利用高分辨率RAD捕获数据开展景观基因组学和基因流动分析,以厘清上述模型,并探究美国加利福尼亚州洛杉矶大都市区郊狼(*Canis latrans*)的当代演化。通过纳入城市建成环境的细尺度环境变量、社会—生态变量和历史变量,我们严格评估了城市异质性如何塑造城市内部的演化动态。我们发现,种群结构较弱,且在很大程度上受家族群体影响。研究区域内存在广泛的景观渗透性和基因流动,包括跨越四条主要高速公路的基因流动。我们还发现,从城市外围源种群向城市核心存在高度不对称的基因流动,这支持了城市汇范式。然而,城市基质并非遗传上的死胡同,而是表现出显著的功能异质性:其中一个城市核心发挥了“遗传海绵”的作用,吸收来自周边多个源种群的独特暂存等位基因;两个城市核心则都作为具有渗透性的“泄漏型汇”,向其他种群输出关键的基因流动。因此,城市种群汇可以同时充当重要的遗传桥梁。我们的研究结果否定了单纯的城市破碎化模型,同时表明,种群汇动态与遗传促进并非相互排斥。这说明,高周转率的城市汇能够通过缓冲遗传侵蚀来维护区域生物多样性,凸显了在城市保护策略中优先保障基质渗透性和斑块间连通性的必要性。
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📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.24.753963v1?rss=1
🏷️ 城市景观基因组学 基因流动 郊狼种群遗传结构 源汇动态 生态连通性 城市化进化