Бабуаны позаимствовали треть генов у родственного вида
Новые генетические анализы диких бабуанов в южной Кении показали, что большинство из них несут следы гибридизации в своей ДНК. В результате межвидового скрещивания около трети их генома состоит из генов другого, близкородственного вида.
Исследование проводилось в регионе недалеко от национального парка Амбосели в Кении, где желтые бабуаны (Papio cynocephalus) иногда встречаются и смешиваются со своими соседями — анубисовыми бабуанами (Papio anubis), обитающими на северо-западе.
Исследователи наблюдали за этими животными почти ежедневно с 1971 года в рамках Проекта по исследованию бабуанов Амбосели — одного из самых длительных полевых исследований приматов в мире. Они фиксировали случаи спаривания с особями другого вида и отслеживали судьбу потомства.
Желтые и анубисовые бабуаны — разные виды, разделившиеся 1,4 миллиона лет назад, но они могут гибридизироваться в зонах пересечения ареалов.
Наблюдения в течение 50 лет не выявили очевидных признаков того, что гибриды чувствуют себя хуже. Некоторые даже преуспевают больше: бабуаны с большей долей ДНК анубиса в геноме быстрее созревают, формируют более прочные социальные связи, а самцы успешнее в конкуренции за партнерш.
Однако новые генетические данные, опубликованные 5 августа в журнале Science, показывают, что внешность может быть обманчива.
Исследование проливает свет на то, как поддерживается разнообразие видов, даже когда генетические границы между ними размыты.
Межвидовое скрещивание — удивительно частое явление у животных. Около 20–30% видов приматов (обезьян, человекообразных обезьян) скрещиваются и смешивают гены.
Даже у современных людей есть примесь генов от ныне вымерших родственников. Около 2–5% ДНК в нашем геноме указывает на прошлую гибридизацию с неандертальцами и денисовцами. Эта генетическая "родословная" до сих пор влияет на риск депрессии, образования тромбов, никотиновой зависимости или осложнений от COVID-19.
Исследователи хотели понять возможные издержки и преимущества такого генетического смешения у приматов, включая людей. Но люди перестали скрещиваться с другими гомининами десятки тысяч лет назад. Дикие бабуаны Амбосели позволяют изучать гибридизацию приматов, которая все еще продолжается.
Ученые проанализировали геномы около 440 бабуанов из Амбосели, охватывающих девять поколений, в поисках фрагментов ДНК, унаследованных от иммигрировавших анубисов.
Они обнаружили, что все бабуаны в бассейне Амбосели сегодня являются гибридами. В среднем 37% их генома составляет ДНК анубиса. У некоторых примесь произошла недавно (в течение последних семи поколений), но почти у половины смешение случилось гораздо раньше — сотни или тысячи поколений назад.
Данные показывают, что за это время определенные фрагменты ДНК анубиса обошлись гибридам дорого, повлияв на их выживание и репродуктивный успех. Эти гены с меньшей вероятностью встречаются в геномах их нынешних потомков.
Результаты согласуются с генетическими исследованиями людей, которые также указывают на "цену" гибридизации для наших предков. Однако понять, как именно гены неандертальцев и денисовцев причиняли вред, сложно из-за ограниченных ископаемых и генетических данных.
Исследование бабуанов дает подсказки о природе этих издержек. Используя РНК-секвенирование для измерения активности генов в клетках крови, ученые обнаружили, что естественный отбор чаще "отсеивает" заимствованные фрагменты ДНК, которые действуют как генетические переключатели (включая и выключая другие гены).
Следующий шаг — точнее определить, что в конечном итоге влияет на способность гибридных бабуанов выживать и размножаться.
"Геномные данные позволяют заглянуть на много поколений назад и изучать исторические процессы, которые нельзя увидеть непосредственно в поле. Но чтобы понять, что на самом деле означают генетические изменения, нужно смотреть на самих животных. Нужны и полевая работа, и генетика, чтобы получить полную картину", — отмечают авторы.
"Мы не утверждаем, что именно так гены неандертальцев и денисовцев действовали у людей. Но пример бабуанов ясно показывает, что геномные свидетельства издержек гибридизации могут сочетаться с животными, которые не только выживают, но зачастую и процветают".