Инбридинг вредит единственной гремучей змее Мичигана: долгосрочное исследование показывает как
Дороги, здания и фермы мешают единственной гремучей змее Мичигана находить партнеров за пределами своей популяции. 15-летнее исследование показывает, что фрагментация на более мелкие, изолированные участки, вероятно, снижает шансы на выживание этой находящейся под угрозой змеи.
Биологи-экологи из Университета штата Мичиган (Michigan State University) проследили родословные более 1000 восточных массасауга (Eastern Massasauga), пойманных и выпущенных в рамках проекта Службы охраны рыбных ресурсов и диких животных США (U.S. Fish and Wildlife Service). Новые результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, удивили даже исследователей: у наиболее инбредных змей вероятность иметь выжившее потомство была на 13% ниже, а годовой уровень выживаемости — почти на 12% ниже.
Профессор Сара Фитцпатрик заявила, что эти результаты ясно показывают необходимость восстановления связности среды обитания гремучих змей.
«Это довольно крупные и стабильные популяции восточных массасауга. Тот факт, что мы обнаруживаем проблемы от инбридинга в этих популяциях, вызывает беспокойство, учитывая, что многие другие популяции на Среднем Западе гораздо меньше и еще более фрагментированы», — сказала Фитцпатрик, старший автор исследования.
Восточные массасауга — ключевой вид (keystone species) пищевых сетей водно-болотных угодий Среднего Запада. Они охотятся на добычу, такую как мыши и крысы, которые в противном случае могли бы бесконтрольно размножаться в близлежащих домах и сараях. Исчезновение гремучих змей нарушило бы весь баланс экосистемы, заявила ведущий автор исследования Миган Кларк.
Эти гремучие змеи — домоседы, которые обычно не любят удаляться от водно-болотных угодий, где родились. Они отправляются в путь только для исследования соседней среды обитания и поиска партнера, после чего возвращаются домой.
Однако растущее присутствие человека и застройка, такая как дороги, фермы и дома, вероятно, делают массасауга еще более «привязанными к дому». Это означает, что когда приходит время выбрать партнера, они с большей вероятностью окажутся с родственником, а не с «приезжим».
«Они очень уязвимы даже к незначительным нарушениям их среды обитания. Даже одна дорога может изолировать популяции», — сказала Фитцпатрик.
Снижение приспособленности (fitness) в результате инбридинга известно экологам как «инбредная депрессия» (inbreeding depression). Но доказать это в диких популяциях сложно, особенно у ядовитых змей.
Лаборатория Фитцпатрик объединилась с долгосрочными проектами мониторинга в округах Касс и Барри, сотрудничая с Дженнифер Мур из Университета Гранд-Вэлли (Grand Valley State University), Эриком Хайлеманом из Университета Западной Вирджинии (West Virginia University) и Лизой Фауст из Ассоциации зоопарков и аквариумов (Association of Zoos and Aquariums).
Каждое лето, начиная с 2009 и 2011 годов соответственно, их исследовательские группы, надев высокие резиновые сапоги и вооружившись щипцами для змей, отправлялись на водно-болотные угодья для поимки этих скрытных рептилий.
Команды измеряли длину, вес и статус беременности каждой пойманной змеи, брали кровь для извлечения ДНК и секвенирования генома. Этих данных было достаточно, чтобы восстановить родословные и определить степень родства любых двух особей. Каждая змея была помечена меткой PIT (аналогичной микрочипу для домашнего питомца) перед выпуском обратно в дикую природу.
Возвращаясь на одни и те же угодья год за годом, исследователи могли отслеживать выживаемость змей по факту их повторной поимки. Геномное секвенирование позволило построить генеалогическое древо для каждой популяции, отследить, сколько детенышей родилось и дожило до взрослого состояния, и определить их родителей.
«Этот долгосрочный полевой мониторинг — основа исследования. То, что люди каждый сезон выходили и ловили этих змей, сделало все это возможным», — сказала Кларк.
Фитцпатрик надеется, что исследование поможет в природоохранных усилиях, которые позволят массасауга находить партнеров вне своих семей, особенно в сокращающихся популяциях за пределами Мичигана.
Небольшие изменения, такие как восстановление среды обитания или строительство поддорожных переходов, могут способствовать большей связности, что улучшит генофонд и повысит шансы змей на выживание. Экологи также могут рассмотреть возможность перемещения находящихся под угрозой змей в новые места обитания с большими возможностями для поиска партнеров.
Обеспечение их выживания может помочь сохранить баланс и процветание водно-болотных угодий Мичигана для будущих поколений.