От фактора риска к преимуществу для выживания: как туберкулёз повлиял на эволюцию сурикатов

Длительное исследование международной команды учёных под руководством Ульмского университета показало, что сурикаты генетически адаптировались к специфичной для их вида форме туберкулёза. Учёные также обнаружили, что изменение климата в пустыне Калахари оказывает дополнительное давление отбора на животных. Сочетание инфекционного давления и изменения климата подвергает сурикатов всё большему эволюционному стрессу. Результаты исследования опубликованы в Nature Ecology & Evolution.

Команда исследователей из Германии, Швейцарии, Великобритании и Австралии под руководством профессора Симоне Зоммер из Института эволюционной экологии и геномики охраны природы Ульмского университета изучила этот вопрос, используя генетические данные, собранные за два десятилетия от более чем 1500 сурикатов, вместе с данными о распространении туберкулёза.

Исследователи впервые смогли показать, что болезнь изменяет иммуно-генетическое разнообразие животных. Инфекция туберкулёза, вызываемая бактерией Mycobacterium suricattae, значительно сокращает продолжительность жизни сурикатов и затрудняет их размножение.

Исследование сосредоточено на так называемых генах MHC (Major Histocompatibility Complex), которые играют важную роль в распознавании патогенов и иммунной защите у всех позвоночных. Учёные сделали неожиданное открытие: в ходе исследования определённый генный вариант превратился из предполагаемого фактора риска в преимущество для выживания. Хотя изначально этот вариант чаще встречался у инфицированных животных, адаптационные процессы в дикой природе позже привели к более долгой жизни и большему количеству потомства — явное указание на динамические процессы отбора, запускаемые патогенами.

«Наши данные впечатляюще показывают, как инфекционные заболевания могут запускать эволюционные изменения в популяциях диких животных в реальном времени», — объясняет первый автор исследования, доктор Надин Мюллер-Кляйн. До сих пор такие адаптации в основном предполагались на основе лабораторных исследований.

Изменение климата увеличивает распространение туберкулёза

Особенно тревожно: климатические изменения, особенно повышение температуры и изменения в количестве осадков в сочетании с волнами жары, значительно увеличивают распространение и прогрессирование туберкулёза. Результаты подчёркивают растущую важность болезней диких животных в контексте глобального потепления.

«Изменение климата не только меняет места обитания, но и то, как инфекционные заболевания влияют на здоровье диких животных», — объясняет соавтор из Ульма, доктор Доминик Мелвилл. «Нехватка пищи и тепловой стресс истощают энергетические резервы — что особенно критично, когда животное уже ослаблено или инфицировано».

Профессор Зоммер добавляет: «Двадцать лет назад мы уже понимали, что сохранение генетического разнообразия будет иметь решающее значение для охраны видов. Теперь мы осознаём, какую центральную роль играет именно иммуногенетическое разнообразие — оно может значительно усилить устойчивость диких животных к болезням перед лицом изменения климата».

В то же время эколог по дикой природе предупреждает: «Результаты подчёркивают необходимость рассматривать генетическое разнообразие как неотъемлемую часть современных стратегий сохранения видов».

Выводы этого исследования касаются не только сурикатов. Они вносят значительный вклад в фундаментальные исследования в эволюционной биологии, а также дают важный импульс для стратегий здоровья дикой природы и её сохранения перед лицом изменения климата.

Исследование стало возможным благодаря обширному сбору данных от одной из наиболее хорошо задокументированных популяций диких животных в мире в заповеднике Куруман-Ривер в Калахари и десятилетиям исследований под руководством профессора Марты Мансер из Цюрихского университета и профессора Тима Клаттон-Брока из Кембриджского университета.