Секвенирован геном бабочки Xerces Blue — символа вымирания из-за деятельности человека
Бабочка Xerces Blue (Glaucopsyche xerces) была эндемиком прибрежных дюн Сан-Франциско (США). Рост города уничтожил большую часть её среды обитания, и популяция сохранилась лишь в Национальном парке «Золотые Ворота». Её крылья были глубокого переливчатого синего цвета с характерными белыми пятнами на нижней стороне.
Последние живые особи вида были обнаружены в 1941 году энтомологом У. Гарри Ланге. Этот вид считается первым насекомым, вымершим в историческое время. Его исчезновение сделало Xerces Blue глобальным символом антропогенного вымирания, в честь него даже названо известное американское общество охраны природы — Xerces Society.
Исследование 2022 года восстановило митохондриальную ДНК из образца Xerces Blue и сравнило её с ДНК ближайшего ныне живущего родственника — бабочки Silvery Blue (Glaucopsyche lygdamus), подтвердив, что это разные виды, а не популяции.
Новое исследование под руководством Карлеса Лалуэса-Фокса (директор MCNB, исследователь IBE (CSIC-UPF)) и Роджера Вилы (исследователь IBE (CSIC-UPF)) с участием Томаса Маркеса-Бонета (ICREA, UPF, IBE) успешно секвенировало геномы четырёх бабочек Xerces Blue и семи бабочек Silvery Blue возрастом 80–100 лет из Смитсоновского института в Вашингтоне.
Работа, опубликованная в eLife, позволила установить, что два вида разошлись 1–2 миллиона лет назад и представляют собой две различные эволюционные линии.
Геном Xerces Blue раскрывает историю её вымирания
Сравнение геномов двух видов показало, что ДНК Xerces Blue демонстрирует высокий уровень инбридинга — признак сокращения популяции. В её геноме обнаружены черты, типичные для малой популяции: низкое генетическое разнообразие, длинные хромосомные фрагменты без вариаций и высокая частота вредоносных аллелей, что снижало жизнеспособность особей и делало вид уязвимым.
Результаты указывают, что бабочка пережила серьёзное сокращение популяции на протяжении десятков тысяч лет, вероятно, из-за климатических изменений, которые не затронули Silvery Blue. Однако окончательное вымирание было спровоцировано уничтожением её среды обитания человеком.
Геномные маркеры могут помочь спасти других насекомых
Геном Xerces Blue может помочь предотвратить вымирание других исчезающих насекомых, чьё резкое сокращение численности не всегда очевидно.
«Обнаружить исчезающие виды млекопитающих проще, потому что часто можно посчитать особей, — объясняет Роджер Вила. — Однако существует множество исчезающих насекомых, чей статус остаётся незамеченным, потому что учесть их популяции крайне сложно. Тем не менее они могут быть очень чувствительны к климатическим вариациям и действию человека, например, к пестицидам. Мы считаем, что геномные признаки, сигнализирующие о сокращении популяции бабочки Xerces, могут служить предупреждением и помочь выявлять уязвимых насекомых в будущих исследованиях».
Полный геном — первый шаг к возрождению вида
Исчезновение насекомых, особенно опылителей, — серьёзная глобальная экологическая проблема. Возрождение видов вроде Xerces Blue с помощью методов генной инженерии на основе CRISPR представляет большой интерес для научного сообщества.
«Xerces Blue — отличный кандидат для возрождения, потому что это насекомое исчезло относительно недавно, поэтому экологическое воздействие от его reappearance будет ограниченным. Нет риска вспышек численности из-за короткого периода лёта взрослых особей (март–апрель) и их экологической специализации. Мы надеемся, что наличие полного генома поможет в будущих инициативах по возрождению вида», — указывает Карлес Лалуэса-Фокс.