Генетическая изоляция пум в Южной Калифорнии достигла опасного уровня
Согласно двум научным статьям, координируемой Калифорнийским университетом в Дэвисе, для выживания находящейся в опасности из-за инбридинга популяции пум в Южной Калифорнии необходимо срочно восстановить генетическую связность. В исследованиях участвовали учёные из Университета Вайоминга и Университета Массачусетса в Амхерсте.
Первая статья, опубликованная в мае в журнале Royal Society Open Science, сообщает, что популяция пум численностью около 20 взрослых особей в горах Санта-Ана имеет самый низкий уровень генетического разнообразия среди всех зарегистрированных популяций пум, за исключением флоридской пумы, которая почти вымерла по генетическим причинам.
Изоляция пум в первую очередь обусловлена урбанизацией окружающих территорий Лос-Анджелеса и Сан-Диего.
"Единственная надежда для перемещения пум в горы Санта-Ана и из них — это пересечение межштатной автомагистрали I-15, имеющей от 8 до 10 полос движения. Она представляет собой серьёзный барьер для пум, пытающихся мигрировать между горами Санта-Ана и сельскими Восточными полуостровными горами", — заявил ведущий автор Кайл Густафсон, постдок-генетик в области охраны природы из Университета Вайоминга.
Исследователи провели генетический анализ как помеченных радиоошейниками, так и немеченых пум, чтобы построить многопоколенную родословную. Это показало, где родились пумы и их потомство, и удалось ли им успешно мигрировать и размножаться после пересечения I-15, которая отделяет горы Санта-Ана от других горных хребтов к востоку.
Сила одной особи
Хотя за последние 20 лет семь самцов пересекли I-15, только один — самец пума #86 (M86) — смог успешно произвести потомство в горах Санта-Ана после миграции из генетически разнообразной популяции на востоке. Произведя в общей сложности 11 обнаруженных детёнышей, M86 быстро распространил уникальные гены в инбредной популяции, что снизило уровень инбридинга и значительно увеличило генетическое разнообразие.
К сожалению, M86 был сбит автомобилем в период между 2014 и 2015 годами, и более половины его потомства либо погибли, либо содержатся в неволе.
"Это согласуется с уровнями смертности, которые мы ранее обнаружили в регионе", — сказал Уинстон Викерс, ветеринар по дикой природе из Центра здоровья дикой природы Карен К. Дрейер при Калифорнийском университете в Дэвисе, который проводил большую часть полевых исследований. "В горах Санта-Ана остался только один другой мигрант по имени M119, но неясно, жив ли он и произвёл ли потомство".
Старший автор Холли Эрнест, генетик популяций диких животных и ветеринарный исследователь из Университета Вайоминга, отметила, что, внося новый генетический материал и повышая уровень генетического разнообразия в этой популяции, этот единственный самец пумы, M86, осуществил то, что можно назвать "генетическим спасением".
"Наше исследование также показывает, как быстро его генетика была утрачена из-за высокого уровня смертности его потомства", — сказала Эрнест. "Вывод здесь в том, что этой популяции нужна помощь, чтобы восстановить здоровую генетику и сохраниться в ландшафте Южной Калифорнии. Эта помощь может заключаться в том, что со временем всего несколько особей добавят 'свежую кровь' в популяцию".
Связность — ключевой фактор
Вторая статья, опубликованная на этой неделе в журнале PLOS ONE, предлагает потенциальное решение этой проблемы. В ней исследователи предлагают создать сеть охраны пум, охватывающую горы Санта-Ана и Восточные полуостровные горы.
Используя генетические данные и данные GPS с радиоошейников, анализ определил ключевые участки местообитаний, коридоры перемещения и важные места пересечения дорог через I-15, которые позволят пумам сохраниться и увеличить генетическое разнообразие.
"Без продолжения иммиграции в горы Санта-Ана пум, приходящих с востока от I-15, следует ожидать возобновления эрозии генетического разнообразия и продолжения инбридинга", — сказал ветеринар Уолтер Бойс, содиректор Южно-Калифорнийского исследования горных львов Центра здоровья дикой природы вместе с Викерсом.
В настоящее время охраняемые территории в Южной Калифорнии охватывают около 50% этой предлагаемой сети охраны пум. Включение ключевых новых территорий в округах Ориндж, Риверсайд и Сан-Диего увеличит долю охраняемых территорий почти до 80%. Для обеспечения безопасного прохода пум через I-15 и адекватного генетического обмена потребуется защита местообитаний в сочетании со специальными сооружениями для пересечения дорог дикими животными и защитными ограждениями.
"Нынешней системы охраняемых территорий недостаточно для обеспечения выживания пум в Южной Калифорнии", — сказала ведущий автор Кэтрин Зеллер, биолог по дикой природе из Университета Массачусетса в Амхерсте. "Без дополнительных возможностей для безопасного перемещения пум между крупными блоками местообитаний эти популяции продолжат испытывать снижение генетического обмена, а также высокий уровень смертности, что уменьшит их шансы на долгосрочное выживание в регионе".