Секвенирование генома дарит надежду и предупреждение для выживания суматранского носорога

Исследование под руководством учёных из Центра палеогенетики в Стокгольме показывает, что последние оставшиеся популяции суматранского носорога демонстрируют удивительно низкий уровень инбридинга. Учёные отсеквенировали геномы 21 современного и исторического образца носорогов, что позволило им изучить генетическое здоровье ныне живущих особей, а также популяции, недавно вымершей. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

При численности менее 100 особей суматранский носорог — один из самых исчезающих видов млекопитающих в мире. Недавние сообщения о проблемах со здоровьем и низкой плодовитости вызвали опасения, что оставшиеся популяции страдают от проблем инбридинга. Однако о генетическом статусе этих загадочных носорогов было известно очень мало.

Чтобы выяснить, угрожают ли виду генетические факторы, исследователи секвенировали геномы 16 особей, представляющих современные популяции на Борнео и Суматре и недавно вымершую популяцию на Малайском полуострове. Это позволило оценить уровень инбридинга, генетическое разнообразие и частоту потенциально вредных мутаций. Кроме того, секвенировав геномы пяти исторических образцов, учёные смогли изучить генетические последствия резкого сокращения популяции за последние 100 лет.

«К нашему удивлению, мы обнаружили относительно низкий уровень инбридинга и высокое генетическое разнообразие в современных популяциях на Борнео и Суматре», — говорит Йоханна фон Сет, аспирант Центра палеогенетики и соавтор статьи.

Исследователи полагают, что сравнительно низкий уровень инбридинга у современных носорогов связан с тем, что сокращение численности произошло совсем недавно. Это означает, что инбридинг ещё не догнал нынешний малый размер популяции. Это хорошая новость для природоохранных мер, так как означает, что ещё есть время сохранить генетическое разнообразие вида. Однако учёные также обнаружили, что в геномах этих особей скрыто много потенциально вредных мутаций, что может стать плохой новостью для будущего.

«Если численность популяций не начнёт расти, высок риск, что уровень инбридинга начнёт повышаться, и, как следствие, генетические заболевания станут более распространёнными», — предупреждает Николя Дюссе, постдок Центра палеогенетики, также соавтор исследования.

Результаты исследования недавно вымершей популяции на Малайском полуострове служат суровым предупреждением о том, что может вскоре произойти с оставшимися популяциями на Борнео и Суматре. Сравнение исторических и современных геномов показало, что эта популяция пережила быстрое увеличение уровня инбридинга перед вымиранием. Более того, учёные наблюдали изменения в частоте потенциально вредных мутаций, соответствующие инбредной депрессии — явлению, когда близкородственные родители производят потомство, страдающее от генетических заболеваний. Эти результаты означают, что две оставшиеся популяции могут постигнуть схожая участь, если их уровень инбридинга начнёт расти.

«Суматранский носорог отнюдь не вне опасности. Но, по крайней мере, наши выводы указывают путь вперёд, где у нас ещё есть шанс спасти большую часть генетического разнообразия вида», — говорит Лов Дален, профессор эволюционной генетики Центра палеогенетики.

Чтобы минимизировать риск вымирания, исследователи заявляют, что необходимо увеличить численность популяции. Они также предлагают предпринять действия для обмена генами между Борнео и Суматрой, например, путём перемещения особей или использования искусственного осеменения. Сравнение геномов с этих двух островов не дало доказательств того, что такой генетический обмен может привести к внедрению генов, менее приспособленных к местной среде. Учёные также отмечают, что секвенирование генома можно использовать как инструмент для выявления особей с малым количеством потенциально вредных мутаций, и такие особи были бы особенно хорошо suited для подобного генетического обмена.

В более широком смысле исследование подчёркивает потенциал современных технологий секвенирования генома для руководства природоохранными усилиями в отношении исчезающих видов по всему миру. Исследование было поддержано Национальной геномной инфраструктурой SciLifeLab в Швеции и стало результатом сотрудничества учёных из нескольких стран, включая генетиков, а также экспертов по охране природы и репродуктивной биологии.