Как сохранить исчезающий вид: начните с правильного «плана ДНК»

от

Когда учёные хотят проследить, как вид менялся со временем, и предсказать его шансы на выживание, они обращаются к ДНК. Но что, если используемая ими генетическая карта принадлежит не тому животному?

Исследование под руководством учёных из колледжа литературы, искусств и наук Университета Южной Калифорнии (USC Dornsife) показывает, что использование неправильного «эталонного генома» — основной последовательности, с которой учёные сравнивают ДНК, — может существенно исказить картину.

Почему это важно?

Исследователи изучили ДНК 12 серых лисиц — шести из восточной части Северной Америки и шести из западной. Они сравнили, как их геномы соотносятся с тремя разными эталонами: с геномом серой лисицы, домашней собаки и песца.

Ответы сильно зависели от того, какой геном использовался в качестве карты. С собственным геномом серой лисицы исследователи обнаружили на 26–32 % больше генетических различий между особями и примерно на треть больше редких вариантов (незначительные изменения ДНК, которые показывают, как популяции эволюционировали в последнее время).

Оценки численности популяции также были на 30–60 % выше. В западной части Соединённых Штатов, например, геном серой лисицы показал стабильность и рост, в то время как геномы собаки и песца предполагали снижение.

Неправильный эталон также искажал показатели того, как ДНК перетасовывается во время размножения. С геномами собаки или песца цифры иногда удваивались или даже утраивались по сравнению с геномом серой лисицы, особенно на концах хромосом.

«Это может изменить решения в области сохранения видов», — сказала Джазлин Муни, доцент кафедры количественной и вычислительной биологии в USC Dornsife и автор исследования. «Если вы думаете, что популяция сокращается, когда это не так, или наоборот, вы можете в итоге защитить не ту группу или упустить возможность сохранить генетическое разнообразие».

Последствия для сохранения видов

Исследование также показало, что использование неправильного эталона может создать ложные признаки естественного отбора. Геномы собаки и песца идентифицировали вдвое больше потенциальных «горячих точек» ДНК — регионов, которые выглядели так, будто они могут быть адаптивными, — по сравнению с геномом серой лисицы. Многие из этих сигналов были ложными тревогами, вызванными несоответствием между видами.

Выводы исследования выходят далеко за рамки лисиц. Биологи-экологи используют генетические данные, чтобы решить, какие популяции защищать, как разрабатывать программы разведения и находятся ли исчезающие виды под угрозой инбридинга. Если генетическая картина искажена, эти решения могут быть основаны на шатких данных.

Это может повлиять на такие известные виды, как эфиопский волк, африканская дикая собака или даже крошечные лисы с островов Чаннел у побережья Южной Калифорнии. Для животных, которые уже находятся на грани исчезновения, неправильная карта может означать неверную оценку их уязвимости.

«Сохранение мирового биоразнообразия — это не только сохранение животных ради них самих, — сказала Муни. — Биоразнообразие поддерживает чистую воду, продовольственную безопасность и климатическую стабильность. Если планы по сохранению основаны на неполной или предвзятой генетической информации, мы рискуем неправильно управлять видами и ослаблять природные системы, от которых зависит жизнь людей».

Решение проблемы

Исследователи утверждают, что решение заключается в инвестировании в создание эталонных геномов для конкретных видов. Сбор высококачественной геномной последовательности — дорогостоящее мероприятие, и почти 99 % видов всё ещё не имеют его, но выгода может быть решающей.

Для видов, у которых нет собственного эталона, Муни и её команда предлагают использовать новые вычислительные методы и создавать высококачественные геномы, которые отражают большее разнообразие видов, — как способ уменьшить предвзятость.

«Мы не говорим, что каждый вид будет затронут так же, как серые лисицы, — сказала Муни. — Но наше исследование показывает, что риски реальны и могут сбить вас с пути».

Исследование серых лисиц служит предупреждением и призывом к действию: выбор неправильного эталона не просто размывает детали — он может переписать прошлое и будущее вида.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте