Геном горных горилл показал пользу близкородственного скрещивани

Первый проект по созданию полного генома горных горилл (Gorilla beringei beringei) позволил учёным и экологам по-новому взглянуть на причины сокращения численности популяций этих находящихся под угрозой исчезновения обезьян. Как выяснилось, у этих животных широко распространён инбридинг, то есть скрещивания между родственниками. Такие "браки", как правило, приводят к деградации вида, ведь разнообразие передаваемых потомству генов невелико.

"Горные гориллы являются одним из наиболее интенсивно изучаемых видов приматов в дикой природе, но мы впервые получили полный анализ геномов этих животных, – рассказывает доктор Крис Тайлер-Смит (Chris Tyler-Smith), один из авторов исследования. – В течение трёх лет мы анализировали геном различных видов горилл, и теперь мы имеем возможность сравнивать геномы всех групп, в том числе и находящихся под угрозой исчезновения горных горилл. Это позволяет нам понять сходства и различия, а также изучить генетический эффект инбридинга".

Количество горных горилл, обитающих на вулканическом хребте Вирунга на границе Руанды, Уганды и Демократической Республики Конго, сократилось до 253 особей в 1981 году из-за разрушения среды обитания животных и охоты на них. С тех пор совместные усилия природоохранных организаций помогли укрепить популяцию на отметке примерно в 480 особей.

Исследователям было любопытно узнать, как столь небольшой генофонд повлиял на горных горилл. Оказалось, что многие вредные генетические вариации были удалены благодаря инбридингу, и горные гориллы генетически адаптировались для выживания в небольших популяциях.

"Результаты исследования позволили нам по-новому взглянуть на генетическое разнообразие и демографическую историю горилл. Таким образом мы получили ценную информацию о том, как обезьяны и люди, их биологически дальние родственники, адаптируются генетически к жизни в небольших популяциях, – рассказывает один из соавторов исследования доктор Айлвин Скалли (Aylwyn Scally), генетик из Кембриджского университета. – Благодаря этим данным мы можем наблюдать процесс, очищающий геном от особенно вредных мутаций при небольшой численности населения".

Генетики использовали образцы крови, собранные за несколько лет группой ветеринаров Gorilla Doctors, лечащей диких животных. Таким образом были упорядочены последовательности геномов семи горных горилл.

Раньше учёные могли получать генетическую информацию из легко доступных, но не всегда качественных образцов – фекалий и клочков шерсти. Теперь же учёные смогли точно установить, что эти горные гориллы, наряду с восточными равнинными гориллами (Gorilla beringei graueri), их соседями, в 2-3 раза менее генетически разнообразны, чем гориллы из больших групп в западных регионах Центральной Африки. На настоящий момент до 34% генов горных горилл являются гомозиготными, то есть аллели генов, полученных от матери и отца, одинаковы.

Разумеется, есть опасения, что скудное генетическое разнообразие может привести к деградации горных горилл. Как правило, инбридинг приводит к уязвимости по отношению к изменениям окружающей среды и к болезням, в том числе из-за передачи инфекций от человека.

Однако в некотором смысле инбридинг пошёл на пользу животным: в их геноме было обнаружено меньше вредоносных вариаций генов (в том числе генов, потерявших свои функции), нежели в геномах более многочисленных западных популяций. Некоторые из таких генов могут привести к серьёзным (часто с летальным исходом) состояниям здоровья.

Анализируя изменения в каждом из геномов, исследователи также обнаружили, что горные гориллы существуют в относительно небольшом количестве уже в течение тысяч лет. С помощью недавно разработанных методов учёные смогли определить, как численность популяции изменялась за последний миллион лет. По их расчётам, средняя численность горных горилл составляла всего лишь несколько сотен в течение последних ста тысяч лет – гораздо дольше, чем полагали учёные.

"Мы были всерьёз обеспокоены тем, что резкое снижение численности горных горилл в 1980-х годах будет иметь катастрофические последствия для этих животных в долгосрочной перспективе, но наши генетические анализы показали: малочисленность характерна для горных горилл уже несколько тысячелетий, – рассказывает ведущий автор исследования доктор Яли Сюэ (Yali Xue). – В то время как сопоставимые уровни инбридинга способствовали вымиранию наших родственников неандертальцев, горных горилл они могут сделать более устойчивыми. Нет причин для того, чтобы эти животные не процветали ещё несколько тысяч лет".

Сюэ также выразил надежду, что подробные данные о последовательности всего генома горных горилл могут способствовать усилиям по сохранению вида. Генетическая информация, например, поможет отследить происхождение контрабандного товара (мяса, костей или шкур диких животных) и пресечь браконьерство.