Генетическая чистка: тайна удивительного спасения японского голубя

Когда популяция вымирающего вида сокращается до критической отметки, близкородственное скрещивание (инбридинг) часто становится смертным приговором. Оно выявляет вредные рецессивные мутации, которые подрывают шансы на восстановление. Однако красно-головый лесной голубь, обитающий только на японских островах Огасавара, пошел по совершенно иному пути.

В 2000-х годах численность этих птиц упала до менее чем 80 особей, но после устранения завезенного хищника – одичавшей кошки – популяция начала стремительно расти. Такое впечатляющее возрождение поставило перед учеными вопрос: почему инбридинг и связанные с ним генетические дефекты не помешали этому виду вернуться с грани исчезновения?

Чтобы разгадать эту биологическую загадку, команда исследователей из Киотского университета изучила факторы, способствовавшие удивительному восстановлению вида. Результаты их работы опубликованы в научном журнале Communications Biology. «Многие вымирающие виды с трудом восстанавливаются даже при интенсивных мерах по сохранению, – отмечает ведущий автор исследования Даити Цудзимото. – Исключительный подъем популяции этого голубя заставил нас исследовать генетические причины его устойчивости в надежде понять, почему некоторые виды лучше других справляются с угрозой вымирания».

Ученые секвенировали и сравнили полные геномы диких и содержащихся в неволе красно-головых лесных голубей, а также их более распространенного сородича – японского лесного голубя. Анализ позволил оценить уровень инбридинга и генетической нагрузки у исчезающего вида и понять, как на эти факторы повлияла его демографическая история.

Результаты оказались неожиданными: частота опасных мутаций у красно-голового голубя была ниже, чем у широко распространенного японского. Это говорит о том, что успеху вида способствовала его долгая история существования в виде небольшой популяции, еще до антропогенного воздействия. Века постепенного инбридинга в исторически малой и изолированной популяции, по-видимому, запустили процесс, называемый генетической чисткой, который позволил виду избавиться от вредных мутаций в своем геноме.

Эта особенность, вероятно, и создала прочную генетическую основу, которая позволила популяции пережить критическое падение численности и резко восстановиться всего через три года после устранения хищников. «Эта уникальная эволюционная история, по-видимому, обеспечила этим голубям устойчивость, которой нет у других вымирающих популяций», – говорит руководитель группы Юдзи Исаги.

Данное исследование бросает вызов распространенному мнению, что инбридинг всегда мешает восстановлению вида из-за проявления вредных генетических мутаций. Тем не менее, долгосрочное выживание популяции все еще под вопросом. Серьезная потеря генетического разнообразия могла снизить способность голубя адаптироваться к будущим изменениям окружающей среды. Пока численность не вернется к историческим уровням, вид остается уязвимым для дальнейшего накопления мутаций, поэтому восстановление популяции до прежних масштабов крайне важно.

Новое понимание истории красно-голового голубя показывает, что усилия по сохранению должны быть направлены не только на увеличение генетического разнообразия. Необходимо учитывать уникальную генетическую историю каждого вида, чтобы разрабатывать более эффективные стратегии для их долгосрочного выживания.