Ученые секвенировали геном иберийской рыси, самой исчезающей кошки
Испанские ученые секвенировали геном иберийской рыси (Lynx pardinus), одной из самых исчезающих кошек в мире. Исследование подтвердило «экстремальную эрозию» её ДНК. Иберийская рысь обладает одним из наименее генетически разнообразных геномов — даже менее разнообразным, чем у других исчезающих млекопитающих, таких как гепард или тасманийский дьявол, и птиц, например, ибиса или скопы.
Исследование, опубликованное в журнале Genome Biology, координировали ученые из Биологической станции Доньяна (CSIC). Центр геномной регуляции (CRG) участвовал в проекте с самого начала. Это первый референсный геном млекопитающего, полностью сгенерированный в Испании.
Проект, финансируемый Banco Santander, объединил усилия 50 ученых из 12 институтов. Ученые прочитали и собрали 2.4 миллиарда букв ДНК самца рыси по кличке Кандилес из популяции Сьерра-Морена, участвующего в программе разведения в неволе. Для этого использовались новые методы секвенирования и инновационные процедуры для создания высококачественного чернового генома при ограниченном бюджете.
Было идентифицировано 21 257 генов — число, сопоставимое с человеческим и другими млекопитающими. Их сравнили с генами домашних кошек, тигров, гепардов и собак. Группа Тони Габальдона в CRG сравнила геном иберийской рыси с другими видами, пытаясь идентифицировать гены, утратившие функцию из-за изоляции и малочисленности популяции. Обнаружены свидетельства модификаций в генах, связанных со слухом, зрением и обонянием, что позволило рыси адаптироваться к среде и стать исключительным охотником, специализирующимся на кроликах.
История и разнообразие иберийской рыси
Для изучения истории и генетического разнообразия вида был проанализирован геном еще десяти иберийских рысей из Доньяны и Сьерра-Морены — единственных двух сохранившихся популяций на Пиренейском полуострове, изолированных друг от друга десятилетиями. Также проведен сравнительный анализ с европейской рысью.
Иберийская рысь начала расходиться со своим сестринским видом, евразийской рысью (Lynx lynx), около 300 000 лет назад, и виды полностью разделились примерно 2500 лет назад. В течение этого периода они продолжали скрещиваться и обмениваться генами, вероятно, в межледниковые периоды.
Демографическая история иберийской рыси отмечена тремя историческими спадами, последний из которых произошел около 300 лет назад, опустошив популяцию. В XX веке произошло резкое сокращение численности из-за преследования, разрушения среды обитания и двух крупных вирусных эпидемий среди кроликов — основной добычи.
Ученые интерпретируют эти демографические спады как причину низкого уровня генетического разнообразия, что может ухудшить способность рыси адаптироваться к изменениям среды (климат, болезни и т.д.). Также подтверждено наличие множества потенциально вредных генетических вариантов, которые могут снижать выживаемость и репродуктивные показатели вида.
Это генетическое ухудшение особенно выражено в популяции Доньяны — меньшей и изолированной дольше. Её генетическое разнообразие вдвое меньше, чем у группы Сьерра-Морены. Однако исследование отражает ситуацию до начала обмена особями между популяциями и их скрещивания в неволе в рамках программы сохранения, что улучшило генетическую ситуацию вида в последние годы.
Новые геномные ресурсы, разработанные в рамках проекта, помогут оптимизировать меры по сохранению максимального генетического разнообразия и минимизации генетических дефектов в популяциях.