南非开普植物区系区豹的基因组分化：局部适应的潜在驱动因素

为什么这些豹意外地小巧

在南非开普植物区系区的险峻山地里，生活着一群鲜为人知的豹。它们外观与著名的斑点豹相似，但体重几乎只有对方的一半。该研究提出了一个看似简单却具有重要保护学意义的问题：这些开普豹个体偏小，是因为它们是曾经更大种群的近亲繁殖残余，还是因为它们已经主动适应了一个食物匮乏、环境严酷的生境？

非洲的独特一隅

开普植物区系区（包括菲恩博斯生物群系）因丰富的植物多样性而闻名全球，但对大型食肉动物来说却是艰难之地。历史记录与现代调查表明，与北部资源丰富的草原相比，这里可供食草动物生存的数量长期偏少。今天，农业和城镇扩张将豹推入崎岖的山地避难所，它们必须在广阔的领地中巡游以获取足够食物。研究人员聚焦于来自西开普的豹群，并将其与来自南非北部姆普马兰加的“稀树草原豹”以及其他非洲豹群体进行了比较。

在豹的基因组中读出历史

研究团队对43只豹进行了全基因组测序，考察开普豹与其他种群的亲缘关系及其保留的遗传多样性。按DNA模式将个体分组的统计分析显示，西开普豹形成了一个独特簇群，甚至与其他南非豹明显分隔，且几乎没有混合迹象。通过对种群规模随时间变化的建模，作者估算开普豹与稀树草原豹大约在2万到2.4万年前开始分化，那是一个寒冷干燥的气候阶段，栖息地发生变化、种群很可能被孤立在生态避难所中。

体型小，但并非基因上注定灭亡

任何小而孤立的动物种群都会担心近亲繁殖，因其可能暴露有害突变、降低繁殖力，并使种群对疾病与环境冲击更脆弱。因此研究还检索了长片段相同DNA的迹象以及有害突变的累积情况。尽管当下数量不多，开普豹仍保留了可观的遗传多样性。它们显示出略多的古代近亲繁殖痕迹，但没有明确证据表明近期发生了严重的遗传崩溃。实际上，本研究中的北部稀树草原豹携带的潜在有害突变负担稍高，这提示当地近期的压力可能比开普地区更降低了自然选择的效率。

适应精简生活的基因

为探查这些豹的体型和生活方式是否源于适应，研究者搜索了在开普豹与稀树草原豹之间有显著差异的基因。他们鉴定出大约90个在开普种群中受正向选择的基因。许多基因在其他哺乳动物中与骨骼生长、体型、脂肪储存和代谢有关。例子包括参与禁食期间脂肪储存或燃烧、肢体与颅骨发育，以及应对锌和维生素A等关键营养素低水平的基因——这些营养在西开普的沙质土壤和食物网中相对匮乏。综合这些遗传信号，显示出向更小、能量高效的体型转变，以及在猎物有限且常为小型的环境中对体内储备进行谨慎分配的适应性倾向。

这对保护开普豹意味着什么

对非专业读者而言，关键结论是：开普豹并非仅仅是其他非洲豹的发育不良或近亲繁殖变体。它们的基因组体现出长期独立的历史以及对贫瘠、人类主导的山地环境的精细适应。这使它们在保护学上成为一个“进化重要单元”——是一段不可替代的、关于在艰难条件下生存的遗传解法的储备。作者认为，对该地区内外个体的迁移应极为谨慎，并且若要使这种独特的小体型顶级掠食者持续存在，就必须保护好这些动物及其所依赖的独特栖息地。

引用: Tensen, L., Khan, A., Sarabia, C. et al. Genomic divergence of leopards in the Cape Floristic Region of South Africa: potential drivers for local adaptation. Heredity 135, 86–98 (2026). https://doi.org/10.1038/s41437-026-00822-z

关键词: 开普豹, 局部适应, 基因组分化, 菲恩博斯生态系统, 食肉动物保护