軟件保護世界上最瀕危的物種

通過結(jié)合遺傳和環(huán)境數(shù)據(jù)庫，EPFL的研究人員正在尋求幫助生物學(xué)家更準(zhǔn)確地識別最易受氣候變化影響的動植物物種，以便開發(fā)適當(dāng)?shù)谋Ｗo方法。

摩洛哥北部是一種具有特定基因的綿羊的家園，它發(fā)展了數(shù)千年的進化。該基因使綿羊從其外殼中分泌出一種蠟，保護它免受其生活的高阿特拉斯地區(qū)的強降水的影響。通過防止綿羊皮大衣腐爛，該基因可以保護它免受潛在致命的皮膚病。

在EPFL，地理信息系統(tǒng)實驗室(LASIG)的研究人員開發(fā)了軟件來協(xié)助進化生物學(xué)家。通過為他們提供同時和直接訪問具有自動基因組注釋和氣候數(shù)據(jù)庫的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫，它可以節(jié)省數(shù)周的工作量。氣候數(shù)據(jù)庫包含特定地區(qū)的降水，風(fēng)，陽光和云層覆蓋的信息。該軟件名為R.Samada，評估遺傳和環(huán)境信息之間的關(guān)系，并生成圖表和地圖，使研究人員能夠快速可視化數(shù)據(jù)。該軟件在Molecular Ecology Resources發(fā)表的一篇論文中公布。

當(dāng)他們生成一張摩洛哥地圖，顯示綿羊的位置，其特征是保護它們免受雨淋的遺傳標(biāo)記，生物學(xué)家將會看到該基因的某種變體僅存在于生活在阿特拉斯地區(qū)山區(qū)的綿羊中。在摩洛哥南部的沙漠中，綿羊缺乏這種遺傳標(biāo)記。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的數(shù)據(jù)，氣溫上升3.7°C的2070年的氣候情景顯示該地區(qū)的降水量將減少，因此許多綿羊很可能需要另一種基因變種適應(yīng)即將到來的干旱。

“該軟件識別物種進化過程中所涉及的基因，以適應(yīng)天氣條件”，該論文的第一作者Solange Duruz的論文的相應(yīng)作者StéphaneJoost解釋道。“通過這個軟件，我們希望為進化和保護生物學(xué)家提供一個單一，簡化的途徑，以獲取通常用于評估物種狀況的遺傳和地球環(huán)境信息的所有處理和分析，特別是那些生存受到威脅的物種。氣候變化。“

做出正確的決定

隨著氣候變化，摩洛哥綿羊會發(fā)生什么?如果他們居住的降雨量較少怎么辦?隨著地球變得更加溫暖，隨著生物多樣性的減少，進化生物學(xué)家正在追求兩個平行的目標(biāo)：他們希望冷凍保護瀕臨滅絕的物種的DNA，并確定物種在特定氣候情景中最有可能存活的環(huán)境。由EPFL開發(fā)的軟件將通過展示遺傳變異與某些生態(tài)氣候區(qū)域的匹配程度來幫助他們做出正確的決策。

R.Sambada是一個系統(tǒng)的最新版本，已經(jīng)在EPFL開發(fā)了十多年。它是市場上可用的五種類似軟件包之一，顯示出不同程度的復(fù)雜性。R.Samada目前是其中最快的。“我們鼓勵研究人員將我們軟件的結(jié)果與其他系統(tǒng)的結(jié)果進行比較，以使他們的分析和方法更加穩(wěn)健，”Joost補充說。

通過目前正在進行的博士研究。論文，EPFL打算進一步開發(fā)其軟件，其目的是根據(jù)各種氣候情景生成保護區(qū)，從現(xiàn)在到2100年，溫度增加在1.5°C到4°C之間。“一旦軟件具有此功能，我們將能夠更準(zhǔn)確地確定危險區(qū)域和那些可以提供避難的區(qū)域，“Joost總結(jié)道。還計劃開展工作，使該系統(tǒng)適應(yīng)海洋區(qū)域，以保護珊瑚，并提高地圖分辨率。