Новое исследование исчезающих тихоокеанских карманных мышей даёт ценные генетические данные

В программах разведения, направленных на сохранение животных из небольших или изолированных популяций, учёные должны балансировать между необходимостью добавления генетического разнообразия и избеганием внесения вредных генов. Это создаёт сложную задачу для увеличения разнообразия у исчезающей тихоокеанской карманной мыши, на которой сосредоточена долгосрочная программа сохранения San Diego Zoo Global. В дикой природе осталось всего три популяции этого вида, все они небольшие и изолированы друг от друга на побережье Южной Калифорнии, что препятствует полезному скрещиванию и повышает вероятность инбридинга.

Новое исследование, основанное на генетических данных шести поколений мышей из этой программы, отследило репродуктивный успех в зависимости от популяции-предка мыши. Результаты, опубликованные в журнале Conservation Genetics, показывают, что генетическое разнообразие следует вводить из более крупных, генетически здоровых популяций в меньшую, менее здоровую популяцию, а не наоборот.

«Эти результаты подтверждают идею, что при большой разнице в приспособленности популяций поток генов должен быть однонаправленным — от более приспособленной к менее приспособленной популяции, чтобы избежать внесения вредных аллелей в более здоровые популяции», — сказала ведущий автор исследования Арин Уайлдер, доктор философии, старший научный сотрудник по Conservation Genetics в San Diego Zoo Global.

Повреждающие эффекты генетического груза — совокупности вредных мутаций в геноме — слишком редко учитываются при планировании управления, но должны быть центральной проблемой, отметила Уайлдер.

Используя количество потомства в качестве меры приспособленности, исследование изучило репродуктивный успех более 300 тихоокеанских карманных мышей. Учёные обнаружили, что потомки самой маленькой и наименее генетически разнообразной популяции имели самый низкий репродуктивный успех. Скрещивание с более крупными и разнообразными популяциями повышало приспособленность их потомства по сравнению с этой малой популяцией, но происходило за счёт более крупной популяции.

Тихоокеанские карманные мыши, весящие примерно как три пенни, — самый мелкий вид мышей в Северной Америке. Своё название они получили из-за защёчных мешков для переноса пищи и материалов для гнезда. Эндемик, обитающий только в прибрежных кустарниках, дюнах и реках в пределах примерно 2 миль от океана, ареал мыши когда-то простирался от Лос-Анджелеса до долины реки Тихана. Из-за вторжения человека и деградации среды обитания их численность резко упала после 1932 года. В естественной среде они рассеивают семена местных растений, а их подземные норы способствуют росту растений.

Хотя вид считался вымершим в течение двух десятилетий, тихоокеанские карманные мыши были вновь обнаружены в начале 1990-х. К тому времени их ареал сократился до трёх популяций: одна на возвышенности Дана-Пойнт в округе Ориндж (Калифорния) и две на базе морской пехоты Кэмп-Пендлтон. Две из популяций редко превышают 50 особей.

В 2011 году для увеличения их численности был создан Центр разведения карманных мышей в зоопарке San Diego Zoo Safari Park. В 2017 году San Diego Zoo Global и партнёрские организации создали новую популяцию мышей в парке Laguna Coast Wilderness Park в округе Ориндж, где они начали размножаться без помощи человека.

Помимо поддержки вида и сохранения высокого генетического разнообразия, программа разведения помогает лучше понять, как управлять генетическим разнообразием популяций в дикой природе.

«Это исследование предоставляет прямые данные, которые помогают нам понять, как популяции отреагируют на вспомогательную миграцию, — сказала Уайлдер. — Повышение генетического разнообразия за счёт внесения генов из внешних популяций может помочь предотвратить инбридинг и повысить приспособленность, чтобы дикие популяции могли лучше самостоятельно поддерживать своё существование».