Первое популяционное полногеномное секвенирование раскрывает историю утконоса

Утконос — это уникальный эволюционный гибрид птиц, рептилий и млекопитающих. Первое секвенирование его генома в 2008 году показало уникальное генетическое строение и отделение от других млекопитающих около 160 миллионов лет назад.

Теперь новое понимание его экологической и популяционной истории стало возможным благодаря первому полногеномному секвенированию 57 особей утконоса из Восточной Австралии и Тасмании.

Исследование провели учёные из Wellcome Centre for Human Genetics (Оксфордский университет) и Sydney School of Veterinary Science (Сиднейский университет). Результаты опубликованы в Molecular Biology and Evolution.

Родственные связи и структура популяции

• Более половины проанализированных особей имели родственника не дальше третьей степени среди других особей из той же реки.
• Обнаружено 26 пар родственников второй или третьей степени, всегда из одной реки или связанных водоёмов (затронуто 28 из 57 образцов).

Эволюционные оценки

• Впервые оценена частота de novo мутаций у неплацентарного млекопитающего. У утконоса она средняя для млекопитающих: ниже, чем у человека и шимпанзе, но выше, чем у лабораторных мышей.
• Современная популяция утконоса, вероятно, имела последнего общего предка около 1 миллиона лет назад.
• Глубокое разделение на популяционном древе указывает на три древние группы: Тасмания, Северный Квинсленд и Центральный Квинсленд/Новый Южный Уэльс. Их разделение произошло около 800 тысяч лет назад (KYA).
• Предки центральноквинслендской и новоюжновэльской групп разделились около 300 KYA, что указывает на длительную сложную популяционную структуру.

Связь с палеонтологией и история популяций

• Оценённое время дивергенции предшествует самым ранним ископаемым находкам утконоса, что может указывать на его происхождение от гигантского вида O. tharalkooschild в раннем-среднем плиоцене.
• Обнаружены свидетельства прошлых "бутылочных горлышек" популяции, особенно в Северном Квинсленде около 10 000 лет назад, связанных с изоляцией из-за неподходящего климата в районе "разрыва Бердекина".
• Выявлены современные популяции (например, у реки Карнарвон), которым могут помочь меры по сохранению.

Новые геномные данные помогут в будущих исследованиях уникальной биологии утконоса и улучшат стратегии его сохранения в условиях изменения климата и других угроз.