В то время как гермафродитизм, генетические мутации или эволюция с поздним началом размножения делают животный мир невероятно устойчивым, избежать инбридинга сложно. Это особенно актуально для единственной разновидности гремучих змей, обитающей в штате Мичиган — восточной массасауги (Sistrurus catenatus).
Исследование, проведённое в течение 15 лет, показало, что фермы, здания и дороги затрудняют восточной массасауге поиск партнёра. У наиболее инбредных змей были серьёзные проблемы не только с производством жизнеспособного потомства, но и с выживанием. Результаты исследования опубликованы 18 августа в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Это довольно большие и стабильные популяции восточных массасауг, — заявила в заявлении соавтор исследования и биолог-эколог из Университета штата Мичиган Сара Фицпатрик. — Тот факт, что мы обнаруживаем проблемы, связанные с инбридингом в этих популяциях, вызывает беспокойство, учитывая, что многие другие популяции на Среднем Западе гораздо меньше и ещё более фрагментированы».
Проверка приспособленности
Восточные массасауги — ядовитые змеи, не самые популярные животные. Однако эти рептилии — ключевой вид в пищевых сетях водно-болотных угодий Среднего Запада. Змеи охотятся на мышей и крыс, которые могут бесчинствовать в близлежащих домах и сараях, если их не сдерживать. По словам соавтора исследования Миган Кларк, исчезновение гремучих змей нарушило бы весь баланс экосистемы.
Эти змеи считаются пугливыми и не удаляются далеко от болот, где они родились. Обычно они блуждают, чтобы исследовать близлежащую среду обитания и найти партнёра, прежде чем отправиться домой. Однако растущее человеческое развитие, вероятно, удерживает восточных массасауг дома. Когда змеям в конце концов приходит время выбирать партнёра, они чаще всего находят змею, связанную с ними родством, а не из отдалённой популяции.
Родственные связи у гремучих змей
В исследовании лаборатория Фицпатрик объединилась с долгосрочными проектами по мониторингу змей, сотрудничая с исследователями из Государственного университета Гранд-Вэлли, Университета Западной Вирджинии и Ассоциации зоопарков и аквариумов. Каждое лето с 2009 года учёные, вооружённые щипцами для змей, пробирались через болота, чтобы поймать неуловимых рептилий.
Команда отмечала длину, вес и статус беременности каждой змеи. Они также брали кровь, чтобы извлечь ДНК и секвенировать геномы. Эта генетическая информация помогла им отследить, сколько детёнышей родилось и выжило во взрослом возрасте, а также позволила команде реконструировать родословные и определить, насколько близкородственными были любые две отдельные змеи. В итоге команда проследила семейные истории более чем 1000 восточных массасауг.
Члены исследовательской группы использовали щипцы для змей, чтобы поймать восточных массасауг для своего 15-летнего исследования.
Перед выпуском в дикую природу каждой змее был присвоен номер с помощью PIT-метки, аналогичной микрочипу, который может быть у домашнего питомца. Это отслеживание означает, что команда может отслеживать выживание змей на основе того, были ли они повторно пойманы.
Оказалось, что у наиболее инбредных змей вероятность выживания потомства была на 13% ниже, а их годовой коэффициент выживаемости был почти на 12% ниже, чем у менее инбредных гремучих змей. Такие высокие цифры даже удивили исследователей.
«Этот долгосрочный полевой мониторинг — основа исследования, — сказала Кларк. — Возможность того, что люди каждый сезон ловят этих змей, сделала всё это возможным».
Команда надеется, что эти данные лягут в основу усилий по сохранению, которые могут помочь восточным массасаугам находить партнёров вне своих семей. Небольшие изменения, включая строительство переходов под дорогами или восстановление среды обитания в водно-болотных угодьях, могут способствовать более тесной связи между змеями, что увеличит их генофонд. Консерваторы также могут экспериментировать с перемещением рептилий в новые места обитания с более широкими возможностями для поиска подходящих партнёров.