Каланы имеют низкое генетическое разнообразие, как и другие исчезающие виды
Исследователи под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что морские выдры (каланы) имеют низкое генетическое разнообразие, что может угрожать здоровью вида. Это открытие имеет значение для сохранения редких и исчезающих видов, где низкое генетическое разнообразие может увеличить шансы на вымирание.
Низкий уровень генетического разнообразия калана аналогичен таковому у исчезающих видов, таких как гепард и тасманийский дьявол. Учёные реконструировали эволюционную историю калана и оценили уровень его генетического разнообразия, историю изменений численности популяции и уровни потенциально вредных генетических вариаций.
Биологи обнаружили в геноме калана свидетельства потенциально вредных генетических вариаций и спаривания между близкородственными предками — паттерн, характерный для исчезающих видов с небольшой численностью популяции. Команда проанализировала геном самки калана по кличке Гиджет из аквариума Монтерей-Бей, а также геном гигантской выдры из Южной Америки для эволюционного сравнения. Это первое комплексное геномное исследование выдр.
"Хотя низкое разнообразие само по себе не обязательно опасно, мы также обнаружили повышенный уровень потенциально вредных вариаций внутри генов, возможно, из-за истории сокращения популяции — что может повлиять на популяцию в будущем", — сказала ведущий автор Аннабель Бейчман.
"Морские выдры могут быть в опасности. Это предупреждающий знак, красный флаг. Мы должны позаботиться о том, чтобы не допустить нового сокращения их популяции", — заявил соавтор Роберт Уэйн.
Исследование опубликовано 18 июня в журнале Molecular Biology and Evolution.
Эволюционный контекст и история популяции
В то время как тюлени и морские львы живут в океане 30 миллионов лет, а киты и дельфины — более 50 миллионов лет, у морских выдр было всего около 5 миллионов лет, чтобы адаптироваться к морской среде.
Каланов с середины 1700-х годов истребляли ради меха почти до полного исчезновения. Их численность составляла от 150 000 до 300 000 по всему миру до начала меховой торговли. Сейчас, по оценкам, в мире осталось от 1000 до 2000 особей.
В Калифорнии в начале XX века выжило только около 50 южных морских выдр (по сравнению с 16 000–20 000 в начале 1700-х). Сейчас там около 3000 особей, и каланы охраняются как угрожаемый вид в соответствии с Законом об исчезающих видах. Некоторые популяции, например в Орегоне и Британской Колумбии, вымерли.
Генетические находки
Биологи обнаружили свидетельства небольших изменений в наборе девяти генов, которые в совокупности связаны с эволюцией густого меха выдр. Исследователи впервые идентифицировали эти гены как важные в эволюции выдр.
Команда также сообщила о 18 значимых генах, которые могут быть связаны с репродукцией, иммунной функцией, развитием мозга и конечностей. Эти гены присутствуют у многих видов млекопитающих, но у каланов, по-видимому, есть изменения в них, которые могли быть полезны в ходе их эволюции.
В настоящее время проводится последующее исследование по секвенированию 20 000 генов у 130 других каланов из популяций по всему северному тихоокеанскому региону.
Волки на острове в озере Верхнее близки к исчезновению
В отличие от относительно здоровых каланов, серые волки на острове Ройал (заповедник и часть национального парка на озере Верхнее, Мичиган) имеют серьёзные проблемы со здоровьем: деформации позвоночника и репродуктивную недостаточность. "Интенсивное инбридинг" ведёт их к вымиранию.
В конце 1940-х несколько волков перешли по льду на остров Ройал. К 2018 году популяция сократилась до одной старой пары, не способной к размножению, которые одновременно являются отцом и дочерью, а также единокровными братом и сестрой.
Новое исследование волков острова Ройал, опубликованное в журнале Science Advances 29 мая, показало, что их геномы содержат характерные признаки недавнего инбридинга, из-за которого обширные участки генома лишены генетического разнообразия.
"Наши результаты дают рекомендации по сохранению биоразнообразия во всё более фрагментированных ландшафтах современного мира", — сказала ведущий автор Жаклин Робинсон.
Глобальный урок для сохранения исчезающих видов, по словам Роберта Уэйна, заключается в следующем: необходимо контролировать популяцию, чтобы она не становилась слишком инбредной. Если это произошло, следует рассмотреть возможность введения особей извне, предварительно изучив их геном, чтобы убедиться, что они увеличат генетическое разнообразие.