Как морские звёзды Калифорнии эволюционируют после разрушительной пандемии

В 2012 году аспирантка Лорен Шибельхут собирала ДНК у пурпурных морских звёзд у побережья Северной Калифорнии. Год спустя большинство этих звёзд погибло.

Причиной стала болезнь истощения морских звёзд (SSWD) — морская пандемия, вспышка которой в 2013 году опустошила популяции звёзд вдоль западного побережья Северной Америки. Болезнь, превращающая тело звезды в желеобразную массу, уничтожила 81% пурпурных морских звёзд на участке побережья к северу от Сан-Франциско.

Селективное давление болезни

Учёные использовали ДНК, собранную до вспышки 2013 года, чтобы сравнить геномы звёзд, живших до пандемии, с геномами выживших. Они обнаружили, что выжившие были генетически отличны от популяций до SSWD, что, вероятно, стало результатом селективного давления болезни. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Исследователи взяли пробы в 16 точках побережья и обнаружили существенные изменения в геномах после вспышки. Определённые версии генов стали встречаться чаще, другие — реже.

Эти изменения наблюдались не только у выживших взрослых особей. Молодые звёзды, пополнение которых на побережье увеличилось в 74 раза по сравнению с периодом до вспышки, были генетически больше похожи на выживших, чем на довоенные популяции.

Поскольку изменения были отмечены и у взрослых, и у молоди, и почти на всех участках, учёные сделали вывод, что это не случайные флуктуации. Селекция — наиболее вероятное объяснение.

Генетический щит

Учёные полагают, что определённые версии генов были отобраны, став более распространёнными, потому что обеспечивали защиту от SSWD. Звёзды, лишённые этих генов, погибли во время вспышки, позволив защитным генам доминировать в послепандемических популяциях. Другими словами, морские звёзды эволюционировали.

Хотя генетические изменения в ответ на SSWD обнаружены, учёные ещё пытаются понять, как именно защитные гены оберегали выживших. Они также расширяют исследование, включая другие виды морских звёзд, помимо Pisaster ochraceus (пурпурной звезды).

Спустя пять лет после пика смертности болезнь остаётся угрозой. Она, по-видимому, обостряется в определённые времена года, возможно, в связи с температурой и репродуктивной стадией. Хотя интенсивность снизилась и бессимптомные звёзды встречаются всё чаще, смертность на побережье всё ещё наблюдается.