Исследователи изучают генетику калифорнийских пум для будущей охраны природы

Фрагментация популяций диких животных возрастает в глобальном масштабе. Понимание текущей генетической структуры, разнообразия и связности популяций является ключом к планированию будущего управления и охраны дикой природы.

Это справедливо для популяций горных львов (также известных как пумы или кугуары) в Калифорнии, согласно новому исследованию, проведенному командой Университета Вайоминга.

"Большие пространства непрерывной среды обитания дают популяциям возможность поддерживать большое количество вариантов генов, называемых аллелями. Это аналогично колоде карт. Если у вас 40 карт, вы способны хранить больше типов карт, чем если бы у вас было 10", — говорит Кайл Густафсон, доцент генетики в Университете Миссури, начавший эту работу в лаборатории Холли Эрнест в UW.

Новое исследование под названием "Генетическая динамика «источник-сток» среди естественно структурированных и антропогенно фрагментированных популяций пум" было опубликовано 10 декабря в журнале Conservation Genetics.

Ведущим автором статьи является Густафсон. Эрнест, профессор UW, была старшим и корреспондирующим автором. "Это исследование заняло у моей лаборатории почти два десятилетия и могло быть выполнено только благодаря скоординированным усилиям с Департаментом рыб и дикой природы Калифорнии, несколькими научно-исследовательскими институтами и рядом некоммерческих организаций", — поясняет Эрнест.

Анализ показал, что пумы в Калифорнии демонстрируют сильную популяционно-генетическую структуру. Некоторые популяции имели чрезвычайно низкий уровень генетического разнообразия, сопоставимый с находящейся под угрозой исчезновения флоридской пантерой. В Калифорнии было идентифицировано девять генетических популяций пум и одна популяция в Неваде.

В ходе исследования был проведен генотипирование 992 горных львов по 42 микросателлитным локусам. Микросателлиты — это нейтральные генетические мутации, не кодирующие конкретный признак, поэтому их накопление не наносит вреда.

"Генетический поток критически важен для приспособленности особей и эволюционного потенциала популяций, поскольку успешные мигранты могут диверсифицировать комбинации генов. Без него небольшие популяции особенно подвержены инбридингу, генетическому дрейфу и повышенному риску вымирания", — отмечается в исследовании.

Значительные различия в генетическом разнообразии и эффективных размерах популяций в Калифорнии и Неваде, вероятно, связаны с вариацией антропогенных барьеров. Генетический поток между соседними популяциями пум в густонаселенной Южной Калифорнии практически прерван автострадами. В Неваде анализ показал меньше барьеров для потока генов и слабую дифференциацию популяций, вероятно, из-за доступа пум к более обширным смежным территориям с меньшим числом людей.

"Пумы способны к дальним перемещениям, однако мы обнаружили сильную генетическую структуру, что указывает на плохую связность мест обитания в штате Калифорния", — говорит Эрнест. "Большинство общегосударственных исследований в Северной Америке выявляют слабую генетическую структуру, что дополнительно указывает на ненормальность ситуации в Калифорнии и причину для беспокойства".

Результаты исследования имеют далеко идущие последствия для охраны и управления популяциями пум и указывают на крупномасштабную фрагментацию в одном из самых биоразнообразных и быстро урбанизирующихся районов Северной Америки. По возможности, государственным органам и другим заинтересованным сторонам следует учитывать связность популяций и предотвращать дальнейшую фрагментацию из-за человеческой деятельности.

"Наше исследование предоставляет управляющим дикой природой критически важные данные на уровне популяций для двух штатов", — говорит Густафсон. "Некоторые популяции пум в Калифорнии имеют низкое генетическое разнообразие, что вызывает беспокойство и потенциально создает риск инбредной депрессии. Без наших данных управляющие не знали бы, какие популяции находятся в группе риска, а какие могут помочь восстановить генетическое разнообразие при необходимости".