Как музейные образцы могут помочь спасти коал от вымирания
Численность коал резко сократилась с конца 1800-х годов, но исчезает не только их количество. Недавний анализ показал, что генетическое разнообразие внутри вида также уменьшилось: некоторые признаки, присутствовавшие у исторических особей, теперь отсутствуют у современных популяций.
Исследователи сравнили 25 современных геномов коал с геномами 37 исторических музейных образцов, чтобы увидеть, как изменилось генетическое разнообразие этих сумчатых со временем.
Древнюю ДНК извлекли из старых образцов, некоторые из которых хранятся в Музее естественной истории в Лондоне. Они были собраны до начала недавнего сокращения численности вида в конце XIX века.
Профессор Ян Барнс, специалист по древней ДНК из Музея естественной истории, участвовавший в исследовании, отмечает: «Если смотреть только на современные данные, можно заметить низкое генетическое разнообразие и решить, что это плохо. Но мы обнаружили, что у некоторых видов оно было низким и тысячи лет назад. Однако если музейные образцы показывают, что 100 лет назад разнообразие было высоким, а сейчас очень низким — это плохой знак. Группа не привыкла к такому низкому разнообразию, и это может быть следствием инбридинга из-за сокращения численности».
Результаты анализа опубликованы в журнале Molecular Biology and Evolution.
Почему потеря генетического разнообразия опасна для вида?
Генетическое разнообразие — это вариация генов внутри вида.
У млекопитающих хромосомы обычно парные, по одной от каждого родителя. Если родители генетически не связаны, выше шанс, что они передадут разные версии одного и того же гена в конкретном месте хромосомы. Это называется гетерозиготностью. Высокая гетерозиготность означает большую генетическую изменчивость.
Гомозиготность — это наличие двух идентичных версий одного гена. Чем генетически ближе родители, тем выше гомозиготность и уровень инбридинга у потомства.
Таким образом, сокращение популяции и рост инбридинга ведут к снижению генетического разнообразия, делая вид менее устойчивым к изменениям окружающей среды.
«Низкое генетическое разнообразие часто связано с неспособностью справляться с изменениями среды, — говорит Ян. — Две разные копии гена, по одной от каждого родителя, дают степень адаптивности. Например, одна копия может быть лучше приспособлена к низкой температуре, а другая — к высокой. Это даёт больше инструментов для адаптации к новым условиям или болезням».
Сохранение генетического разнообразия стало ключевым компонентом одной из целей, согласованных на конференции по биоразнообразию COP15 в 2022 году.
Как можно увеличить генетическое разнообразие коал?
Численность коал резко упала с 1890-х до начала 1900-х годов из-за охоты ради меха для местной и международной торговли. В пиковый 1924 год только в Квинсленде, по оценкам, могли убить 2 миллиона коал.
Хотя торговля мехом была остановлена в 1930-х годах, многие популяции уже вымерли. Потеря среды обитания, болезни, столкновения с транспортом и рекордные лесные пожары продолжают угрожать виду.
По мере того как изменение климата и потеря среды обитания фрагментируют уцелевшие популяции, активные меры по сохранению становятся всё более необходимыми.
Понимание потери генетического разнообразия может помочь сфокусировать усилия по сохранению. При правильном подходе транслокации (перемещения особей) могут стать средством для предотвращения инбридинга и сохранения разнообразия.
«Наше исследование выявило четыре генетически отдельные популяции коал, — говорит Ян. — Эти популяции мало скрещиваются между собой и, вероятно, адаптированы к своим районам обитания. Поэтому мы не можем рассматривать всех коал как единую популяцию и проводить масштабные транслокации. Например, у популяций в Квинсленде могут быть гены, лучше приспособленные к иным условиям, чем у коал на юге, в Виктории».
Учёные надеются, что лучшее понимание генетики коал поможет защитникам природы создать более устойчивый план по спасению этих знаковых сумчатых от вымирания.