Новое исследование, опубликованное в журнале Science, бросает вызов устоявшимся представлениям о том, как измеряется генетический риск у вымирающих видов. Проанализировав полные геномы сотен коал, ученые обнаружили, что популяции, ранее считавшиеся наиболее уязвимыми, теперь демонстрируют первые признаки генетического возрождения.
Десятилетиями биологи-природозащитники полагали, что резкое сокращение популяции – так называемый эффект «бутылочного горлышка» – приводит к снижению генетического разнообразия и повышает риск вымирания из-за близкородственного скрещивания и накопления вредных мутаций. Это исследование впервые в мире доказывает, что реальная картина намного сложнее.
Масштабное секвенирование генома началось после катастрофических лесных пожаров «черного лета» 2019–2020 годов на восточном побережье Австралии, которые усилили опасения за будущее вида. «После мегапожаров возникла острая необходимость в создании долгосрочного геномного ресурса для коал, – говорит доктор Люк Сильвер, научный сотрудник Сиднейского университета. – Секвенировав 418 полных геномов, мы создали критически важную отправную точку для понимания того, как популяции коал развиваются с течением времени».
Анализ геномов показал, что популяции с более высоким генетическим разнообразием, например, на севере Австралии, как правило, несли больше вредных генетических мутаций, а их эффективная численность сокращалась. «Удивительно, но именно популяции, прошедшие через серьезные исторические „бутылочные горлышки“, сейчас расширяются, что приводит к накоплению новых мутаций и большему количеству генетических комбинаций, – объясняет доктор Коллин Аренс из Cesar Australia. – Этот рост, который мы наблюдаем в штате Виктория, дает реальные генетические преимущества: меньше вредных мутаций, повышенную адаптивную способность и ранние признаки генетического возрождения».
Популяции коал в штате Виктория долгое время считались генетически скомпрометированными, поскольку большинство из них произошли от небольшой группы особей, переживших резкое сокращение численности. Хотя они и сохраняют генетический след этого события, новое исследование показывает, что многие из них сейчас восстанавливаются. Благодаря рекомбинации – естественному перераспределению генетических вариаций – и накоплению новых вариантов, количество вредных мутаций сокращается, а адаптивный потенциал растет.
«Наши выводы говорят о генетическом восстановлении этих популяций, а не о коллапсе, – подчеркивает доктор Аренс. – Это первое в мире доказательство того, что природоохранные решения не могут опираться на статичные показатели генетического разнообразия. Нам нужно понимать направление, в котором популяции развиваются».
Доктор Эндрю Уикс, директор Cesar Australia, считает, что выводы исследования выходят далеко за рамки изучения коал. «Десятилетиями мы рассматривали генетическое разнообразие как простой показатель риска вымирания, – говорит Уикс. – Но эволюция динамична. Понимание того, расширяется ли популяция, стабилизируется или сокращается с течением времени, может быть не менее важным, чем измерение ее разнообразия на сегодняшний день».
Помимо коал, многие виды, находящиеся под угрозой, пережили сокращение численности, потерю среды обитания и быстрые изменения окружающей среды. Исследование предполагает, что оценка риска вымирания, основанная исключительно на статичных генетических показателях, может привести к неверной классификации как опасностей, так и признаков восстановления, и подчеркивает важность понимания процессов, разворачивающихся на протяжении поколений.