Федеральное государственное бюджетное научное учреждение
"Всероссийский научно-исследовательский институт охотничьего хозяйства и звероводства имени профессора Б.М. Житкова"
(8332) 64-72-26
Новости/Изучение изменения климата и воздействия человека по геному евразийской рыси
05.03.2020
Изменение климата и воздействие человека показано по геному важнейшего охотничьего вида – евразийской рыси

Можно ли прочитать события, произошедшие сотни тысяч лет назад по ДНК современных животных? Может ли рысь - крупная кошка, которая распространена по всей Евразии - когда-либо подвергнуться вымиранию? Может ли деятельность человека поставить ее под угрозу вымирания?

Международная группа исследователей с участием ученых ВНИИОЗ попыталась ответить на эти вопросы. Коллектив работал под руководством Марии Луцены-Перес и доктора Хосе Годоя из Биологической станции Доньяна в Испании, с польской стороны были ученые из Института исследования млекопитающих ПАН и Белостокского университета. В составе исследовательской команды были еще ученые из Латвии, Монголии, Великобритании и Сербии. С российской стороны в исследовании также участвовали ученые Тихоокеанского института географии ДВО РАН (Владивосток) и Института биологических проблем криолитозоны СО РАН (Якутск). Участие россиян в этом исследовании происходило в рамках проекта БИОГОСТЬ (Биоразнообразие восточноевропейских и сибирских крупных млекопитающих на уровне генетической изменчивости популяций) и поддержано грантом Российского научного фонда (проект № 18‐14‐00093).
Результаты исследований только что опубликованы в высокорейтинговом журнале Molecular Ecology. Публикация находятся в свободном доступе https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15366


Авторы предоставили информацию о проведенном исследовании.
Сначала были собраны образцы тканей от нескольких десятков рысей из 12 различных популяций в пределах Евразийского ареала, живущих в крайне разных климатических и экологических условиях: от смешанных лесов Польши и Латвии, через Урал, пустыню Гоби, сибирскую тайгу и до дальневосточных окраин России.
Эти образцы проанализировали секвенированием генома в некодирующих сегментах, а также исследовали полный митохондриальный геном. Цель исследования состояла в том, чтобы найти такие изменения в геноме хищника, которые могли бы быть затронуты условиями жизни как в далеком прошлом, так и сегодня.
Использование методов биоинформатики позволило исследователям не только измерить и сравнить уровень геномных вариаций в различных популяциях рыси, но и реконструировать историю генетических изменений в популяции с момента образования вида.
Исследование показало, что, несмотря на широкое распространение по всему континенту, рысь характеризуется неожиданно низкой изменчивостью, сравнимой с популяциями, находящимися под угрозой исчезновения, например, такими как чрезвычайно изолированные и генетически измененные популяции бурого медведя в Апеннинах или иберийской рыси в Испании, насчитывающие всего несколько десятков особей.
«Низкий уровень генетической изменчивости может означать угрозу инбридинга. И это, как вы знаете, не сулит ничего хорошего и ведет к снижению иммунитета, более частому возникновению различных проблем со здоровьем, снижению приспособленности. Это может привести к увеличению смертности, и, следовательно, к угрозе для местной популяции», - объясняет д-р. Кшиштоф Шмидт из Института исследования млекопитающих ПАН. Этот парадокс низкой изменчивости у видов, обитающих по всему континенту, связан, скорее всего, с сильным сокращением популяции хищника, что, согласно исследованиям, произошло в истории этого вида.
Интересно, что до периода 100000 лет назад все группировки рыси на Евразийском континенте были генетически однородными, но их численность систематически уменьшалась по мере охлаждения климата. Популяция азиатской части континента стало генетически дифференцироваться от европейской только с периода оледенения. Их полная изоляция произошла около 10 тысяч лет назад.
Исследователи отметили, что в это же время континент заселялся людьми, которые интенсивно охотились на копытных, которые, в свою очередь, также были пищей и для рыси. «Мы считаем, что именно человеческая деятельность могла привести к дальнейшему сокращению численности вида в конце периода оледенения, и особенно после него, когда можно было бы ожидать, что глобальное потепление скорее будет способствовать распространению животных», - сказал участник исследования, проф. Мирослав Раткевич из Белостокского университета.
Это подтверждается, среди прочего, большой генетической однородностью азиатской части популяции рыси (в отличие от Европы), несмотря на то что эти хищники живут в таких разнообразных местах обитания, как пустыня Гоби, сибирская тайга или горы Сихотэ-Алиня. После отступления ледника антропогенный пресс в этом районе было намного ниже, чем в Европе, где рост нашего вида значительно ускорился с развитием сельского хозяйства.
Рыси, населяющие европейскую часть континента, столкнулись с недавним массовым сокращением численности, известным как «бутылочное горлышко». Теперь они характеризуются явно более низкой генетической изменчивостью и большими межпопуляционными различиями, чем в азиатской части ареала. «Например, наименее разнообразная среди азиатских популяций группировка в Республике Тыва имеет всё-таки вдвое большее разнообразие, чем группировка в Польше. Популяции в Якутии и Монголии продемонстрировали наибольшее разнообразие гаплотипов, как в Азии, так и среди всех евразийских популяций. В пределах Европы наиболее «крепкой» в генетическом отношении оказалась кировская популяция рыси», - пояснил доктор биологических наук Александр Савельев (ВНИИОЗ).
Эти результаты доказывают, что нынешнее распространение, численность и генетическая изменчивость этих хищников являются результатом массового снижения численности вида, которое произошло в 19-20 веках.
Выводы, сделанные из этого исследования, ясно показывают, что человеческая деятельность чрезвычайно сильно влияет на выживаемость популяций диких видов, особенно таких редких, как крупные хищники. Они также указывают на то, что это влияние началось тысячи лет назад.
В то же время результаты доказывают, что наилучшей стратегией сохранения рыси в Евразии должно быть обеспечение связи между локальными популяциями. Это будет способствовать уменьшению их генетической изоляции и устранению драматических изменений, которые произошли в результате фрагментации среды; этапы истребления вида теперь видны в геноме этих животных, - подчеркивают авторы анализа.
Статья в свободном доступе: Lucena-Perez M., Marmesat E., Kleinman-Ruiz D., Martínez-Cruz B., Węcek K., Saveljev A.P., Seryodkin I.V., Okhlopkov I.M., Dvornikov M.G., Ozolins J., Naranbaatar G., Paunovic M., Ratkiewicz M., Schmidt K., Godoy J.A. Genomic patterns in the widespread Eurasian lynx shaped by Late Quaternary climatic fluctuations and anthropogenic impacts // Molecular Ecology, 2020. Vol. 29, № 4. P. 812-828.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15366

http://dx.doi.org/10.1111/mec.15366