Новое понимание генетической основы миграции птиц
Исследователи из Университета Пенсильвании и Корнеллской лаборатории орнитологии впервые объединили полное секвенирование генома и технологию отслеживания миграции, чтобы определить единственный ген, связанный с комплексом признаков, определяющих миграционное поведение у птиц. Исследование может иметь важное значение для сохранения сокращающейся популяции золотистокрылых лесных певунов. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ген миграции и метод исследования
- Ученые изучали миграционные паттерны генетически близких видов — золотистокрылого (Vermivora chrysoptera) и синекрылого (Vermivora cyanoptera) лесных певунов, гнездящихся на Среднем Западе и северо-востоке США.
- Часть птиц каждого вида зимует в Центральной Америке (от Панамы до Гватемалы), а другая часть летит дальше — в Южную Америку (в основном Венесуэлу).
- Для отслеживания маршрута использовались геолокаторы с датчиками света, которые надевали как «рюкзачки» на птиц. Анализ данных о световом дне позволил рассчитать приблизительное местоположение птиц на пути миграции и в местах зимовки.
- Сопоставление данных миграции с генетическими образцами выявило, что основные различия между птицами, зимующими в Центральной и Южной Америке, сосредоточены в небольшом регионе на Z-хромосоме птиц (половой хромосоме).
- В этом регионе был обнаружен только один ген — VPS13A.
Значение открытия и дальнейшие планы
- У людей ген VPS13A ассоциирован с нейродегенеративным заболеванием — хореей-акантоцитозом, поражающим двигательные функции.
- «По мере того как мы лучше понимаем роль этого гена у людей, мы можем получить важные сведения о его роли в миграции птиц», — отметил ведущий автор исследования Дэвид Тоус.
- Ученые предполагают, что ген может быть вовлечен в процесс очистки от активных форм кислорода (свободных радикалов), которые накапливаются во время длительного перелета и повреждают клетки.
- По словам исследователей, этот ген, по-видимому, является объектом естественного отбора у птиц, зимующих в Южной Америке.
- В дальнейшем планируется изучить, связан ли ген VPS13A с миграцией у других видов перелетных певунов (около 50 видов), что может стать более доступным способом исследования его функций.
Консервационный аспект
Исследование подчеркивает важность сохранения мест зимовки для золотистокрылых певунов, популяция которых в Аппалачах быстро сокращается. «Глобальное внимание к пожарам в Амазонии подчеркивает важность этих южноамериканских местообитаний, а эти перелетные птицы иллюстрируют неразрывную связь между полушариями», — заключил Тоус.