У китов обнаружили значительно более высокие темпы мутаций, чем считалось ранее

Международная команда морских учёных изучила ДНК семейных групп четырёх видов китов, чтобы оценить их темпы мутаций. Результаты показали, что эти темпы намного выше предыдущих оценок и сопоставимы с таковыми у более мелких млекопитающих, таких как люди, обезьяны и дельфины.

Используя новые данные, учёные выяснили, что численность горбатых китов в Северной Атлантике до начала китобойного промысла была на 86% ниже, чем предполагали более ранние исследования. Эта работа — первое доказательство того, что метод родословных (pedigree method) можно использовать для оценки темпов мутаций в диких популяциях. Исследование опубликовано в журнале Science.

Прямой метод родословных

Традиционно для оценки темпов мутаций использовался филогенетический метод, основанный на сравнении ДНК разных видов и данных окаменелостей. Однако он имеет недостатки: неточность палеонтологической летописи и возможная потеря мутаций со временем.

Более прямой подход — метод родословных. Он использует геномы пары родителей и их потомства для выявления новых мутаций у детёныша. Основная сложность для диких видов — получить образцы тканей от обоих родителей и их потомства.

Учёным удалось это сделать благодаря архиву биопсийных проб кожи китов, собранных за более чем 30 лет сотрудничества. Пробы брали с помощью арбалета и специальной полой стрелы.

Анализ ДНК и результаты

Путём анализа микросателлитных маркеров ДНК из архива были идентифицированы 212 предполагаемых троек (родители и потомство) у четырёх видов китов. Геномы восьми троек отсеквенировали.

Результаты показали:

• Темпы мутаций у китов схожи с таковыми у людей, обезьян и дельфинов.
• Как и у людей, большинство новых мутаций происходит от отца.
• Темп мутаций в митохондриальной ДНК (передающейся по материнской линии) также оказался значительно выше предыдущих филогенетических оценок.

Последствия для оценки численности и биологии

1. Численность до промысла

Новые, более высокие темпы мутаций привели к пересмотру исторической численности китов. Согласно новым данным, до коммерческого промысла в Северной Атлантике обитало около 20 000 горбатых китов, а не 150 000, как считалось ранее. Это имеет ключевое значение для сохранения китов и понимания состояния океанов в прошлом.

2. Разгадка парадокса Пето

Открытие опровергает одну из гипотез, объясняющих парадокс Пето: почему у крупных животных (с большим числом клеток) рак встречается не чаще, чем у мелких. Предполагалось, что у китов более низкий темп мутаций из-за замедленного метаболизма. Поскольку это не так, защиту от рака, вероятно, обеспечивают другие механизмы (например, увеличение числа копий гена-супрессора опухолей p53).

3. Важность долгосрочных исследований

Работа подчёркивает критическую важность долгосрочных экологических проектов. Без многолетнего сбора образцов и данных наблюдений это исследование было бы невозможно.