Первая полная последовательность генома амурского леопарда показывает недостатки исключительно мясной диеты

Первая полная последовательность генома дальневосточного амурского леопарда опубликована в открытом журнале Genome Biology. Исследование проливает свет на влияние плотоядности на генетическое разнообразие и размер популяции.

Ведущий автор, Юнсун Чо из Национального института науки и технологий Ульсана, заявил: «Сравнив геном амурского леопарда с геномами других млекопитающих, мы обнаружили, что плотоядность, по-видимому, является мощным фактором отбора для генов, связанных с пищевой адаптацией. Это не так очевидно у всеядных или травоядных млекопитающих. Например, коровы могли бы есть мясо без серьёзного вреда для здоровья, но леопарды, питающиеся травой, быстро погибнут, так как они эволюционировали, чтобы выживать на мясе».

Специализированные диеты приводят к физиологическим, биохимическим и морфологическим адаптациям. Плотоядность считается эволюционно нестабильной диетой. Текущие исследования показывают, что животные семейства кошачьих (Felidae) имеют относительно низкое генетическое разнообразие и небольшие размеры популяций. Это может быть связано с негибкостью их строгой диеты и объясняет их уязвимость и критический природоохранный статус.

Г-н Чо пояснил: «Генетические адаптации, связанные с плотоядностью, такие как чрезвычайная ловкость, мышечная сила и специализированная диета, делают леопардов успешными хищниками, но эти особенности образа жизни также делают их генетически уязвимыми».

Международная группа исследователей секвенировала геном амурского леопарда, используя образец мышечной ткани самки из Кореи. Затем они проанализировали ещё 18 геномов млекопитающих, включая восемь плотоядных (домашняя кошка, тигр, гепард, лев, леопард, белый медведь, косатка и тасманийский дьявол), пять всеядных (человек, мышь, собака, свинья и опоссум) и пять травоядных (большая панда, корова, лошадь, кролик и слон). Сравнение геномов показало, что плотоядные имеют два общих гена, отсутствующих у других групп. Эти гены играют важную роль в развитии и восстановлении костей, что могло способствовать отбору в сторону диеты, специализированной на мясе.

Профессор Стив О'Брайен, десятилетиями изучающий редкие виды кошачьих, подчеркивает: «Леопарды — самый распространённый вид больших кошек, обитающий от Африки до российского Дальнего Востока и процветающий в различных средах. Однако их популяции быстро сокращаются, особенно амурского леопарда, который сейчас находится в критической опасности и, возможно, является самым исчезающим видом животных на Земле».

Это первая de novo сборка генома и второй секвенированный геном леопарда после снежного барса, опубликованного в 2013 году. Исследователи надеются, что эта референсная последовательность генома амурского леопарда станет полезным инструментом для понимания эволюции Felidae и поможет в сохранении вида.

Д-р Сунок Ким, инициировавший и возглавивший проект как главный исследователь Национального института биологических ресурсов Кореи, добавляет: «Кошки также являются хорошей моделью для изучения проблем со здоровьем, таких как диабет человека, и этот новый референсный геном леопарда — экологическое сокровище, которое может помочь нам лучше понять эти состояния».