Медведи скрещиваются через границы видов
Ученые из Зенкенберга секвенировали полные геномы четырех видов медведей, что позволило проанализировать эволюционную историю всех медведей на уровне генома. Исследование показывает, что поток генов (обмен генами) между видами путем обширной гибридизации возможен у большинства видов медведей — не только у белого и бурого. Образцы ДНК разных видов медведей были получены из различных европейских зоопарков, что подчеркивает их важность не только для сохранения видов, но и для науки. Исследование, опубликованное в Scientific Reports, также ставит под сомнение существующую концепцию вида в целом, поскольку другие геномные исследования также часто обнаруживают поток генов между видами.
«Такие гибриды среди медведей встречаются не так редко, как предполагалось ранее», — говорит профессор Аксель Янке из Исследовательского центра биоразнообразия и климата Зенкенберга. В масштабном анализе команда ученых под его руководством секвенировала шесть полных геномов медведей. Каждый геном составляет около 2,5 миллиардов пар оснований. «С новыми данными по малайскому медведю, губачу, гималайскому медведю и очковому медведю у нас теперь есть геномы всех известных видов медведей», — добавляет Янке.
Ранее предполагалось, что количество гибридов между белыми и бурыми медведями растет из-за изменения климата, поскольку бурые медведи вторгаются в северные регионы, а белые медведи позже обычного выходят на морской лед. Однако новые результаты показывают, что в прошлом между разными видами медведей уже происходил активный поток генов. Таким образом, гибриды не обязательно связаны с изменением климата. «Медведи могут образовывать гибриды в разных комбинациях, — объясняет Янке. — Мы знали об этом из зоопарков. В дикой природе до сих пор это наблюдалось только у белых и бурых медведей, а также у гималайских и малайских медведей».
Новые геномные данные также показывают, что, должно быть, существовал поток генов даже между белыми и малайскими медведями. Однако эти два вида живут в географически совершенно разных районах и никогда не встречались. Исследователи объясняют это кажущееся противоречие, предполагая, что «промежуточный хозяин» или «вид-вектор» передавал гены в различных направлениях. Бурый медведь — идеальный кандидат на эту роль переносчика генов: его географическое распространение пересекается со всеми другими видами медведей, а его геном содержит гены белого медведя. «Путем гибридизации бурый медведь мог передать эти гены белого медведя другим видам медведей в Азии», — добавляет ученый.
Обнаруженный поток генов среди медведей также ставит под сомнение базовое биологическое понятие вида. Биологическое определение вида предполагает, что разные виды не могут производить потомство в дикой природе или что гибридное потомство стерильно. Самый известный пример — мул, гибрид лошади и осла. Однако наблюдалось, что гролар (гибрид белого и гризли) часто фертилен. Янке задается вопросом: «Сохраняет ли концепция вида свою актуальность, учитывая свидетельства потока генов не только у медведей, но и у других животных? Что нам нужно защищать для будущего — видовое или геномное разнообразие?»
Очевидно, что удивительный прогресс геномики и ее технологий будет ставить под сомнение и другие фундаментальные принципы биологии и стимулировать исследования. «Эволюция создает генетические различия и адаптации. Менее важно, называем ли мы эти различия видами или нет. Однако мы должны сохранять генетическую вариацию, чтобы защитить разнообразие и позволить адаптацию к будущим изменениям окружающей среды», — заявляет Янке.