Международная команда исследователей впервые расшифровала высококачественный геном русской выхухоли. Анализ показал критически низкое генетическое разнообразие этого эндемичного вида, проживающего преимущественно на территории России. Изучение его генома и демографической истории даст возможность разработать методы разведения животных в искусственных условиях. По мнению экспертов, эти зверьки достойны стать одним из национальных символов нашей страны. Подробнее о том, как ученые планируют возродить «водяных кротов», — в материале «Известий».
Почему русская выхухоль вымирает
Российские и узбекские ученые впервые расшифровали высококачественный геном русской выхухоли — редких водоплавающих зверьков, которые сейчас находятся на грани исчезновения. Исследование позволило заглянуть в прошлое вида и восстановить его демографическую историю. Это может способствовать изобретению методов возрождения животных.
В научной работе приняли участие сотрудники Европейского университета в Санкт-Петербурге (ЕУСПб), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Центра передовых технологий Академии наук Республики Узбекистан и ряда российских научно-исследовательских организаций.
— Русские выхухоли вызывают интерес, поскольку они представляют собой реликтовый вид, возраст которого миллионы лет. При этом в процессе эволюции они постепенно менялись. Поэтому одна из целей исследования заключалась в том, чтобы понять, почему эти животные — современники мамонтов и шерстистых носорогов, благополучно пережившие ледниковый период, в настоящее время оказались под угрозой вымирания, — рассказал «Известиям» научный руководитель лаборатории палеогеномики ЕУСПб Артем Недолужко.
Справка «Известий»Русские выхухоли также известны как водяные кроты или мускусные крысы. Первое прозвище они получили за способность хорошо плавать и рыть норы под водой, а второе — за ценный секрет, который выделяют их железы.
Эти животные — эндемики. Они обитают в основном на юге европейской части России. В XVII–XIX веках выхухоли подверглись истреблению из-за ценного меха и мускуса — сильно пахнущего вещества, которое использовали для усиления запаха духов. В XX веке сокращению численности зверьков способствовало разрушение их среды обитания из-за вырубки лесов, строительства плотин и осушения водоемов.
По словам исследователей, анализ показал, что генетическое разнообразие русской выхухоли — около 200 SNP/Мб (однонуклеотидных замен на мегабазу). Эта величина отражает частоту мутаций в ДНК на отрезке генома в 1 млн пар оснований. Такой показатель — один из самых низких среди млекопитающих, что относит выхухолей к наиболее уязвимой группе животных, выживание которых зависит всецело от интенсивных мер охраны.
Как предотвратить сокращение популяции
Ученые установили, что разнообразие вида снижается на протяжении сотен тысяч лет. Это стало неожиданностью, поскольку прежде считалось, что главная причина уменьшения числа животных связана с влиянием человека.
— Наши результаты показывают общую тенденцию к давнему и неуклонному сокращению размера популяции с пиком несколько сотен тысяч лет назад. По полученным данным, эффективная численность русской выхухоли была самой высокой 400–500 тыс. лет назад, а затем пошла на спад. Наиболее очевидно этот процесс был выражен на протяжении последних 100 тыс. лет. Анализ выявил, что самое сильное сокращение популяции произошло в позднем плейстоцене — начале голоцена (14,7–11 тыс. лет назад), — пояснила ведущий научный сотрудник кафедры зоологии позвоночных биологического факультета МГУ Анна Банникова.
Исследование продемонстрировало, что главные факторы, которые привели к сокращению популяции, — антропогенного характера. К ним можно отнести уменьшение площади лесов, что привело к обмелению и пересыханию рек и озер, понижение уровня грунтовых вод на заболоченных территориях.
Не стоит сбрасывать со счетов и естественные эволюционные процессы. Например, в результате потепления после ледникового периода количество особей могло снижаться по причине изменения режима водоемов. В частности, из-за промерзания до дна мелких рек и озер, высоких весенних паводков и сильных летних засух, которые нарушали привычные уровни воды.
По словам Анны Банниковой, кроме мероприятий по возрождению выхухолей в дикой природе во избежание их потери в случае исчезновения в естественной среде обитания следует направить усилия на создание устойчивой популяции вида в искусственных условиях. Для этого необходимо научиться размножать животных в неволе, что до сих пор не удавалось сделать.
— Низкий генетический уровень разнообразия всегда грозит вымиранием популяции. Накопленные данные палеогенетики весьма красноречиво об этом свидетельствуют, — рассказал «Известиям» палеонтолог и популяризатор науки Андрей Журавлев.
Ученый добавил, что выхухоли очень уязвимые животные. Они плохо переносят стресс и предъявляют высокие требования к местам. Поэтому необходимы действенные меры со стороны государства по эффективному управлению особо охраняемыми территориями. Это предотвратит переход многих видов в России из категории «под угрозой исчезновения» в категорию «вымирающие».
— Если на длительный эволюционный процесс повлиять сложно, то вернуть утраченное по вине человека хоть и не просто, но реалистично. Начиная с 1970-х годов предпринимаются шаги для этого. Вид внесен в Красную книгу РФ, введен запрет на отлов животных, организованы заповедники и проводится экопросвещение. Но одного снижения антропогенного давления для спасения вида может быть недостаточно, — пояснила старший научный сотрудник лаборатории териологии ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН Валерия Омелько.
По ее словам, направленные исследования помогут выявлять популяции с большим генетическим разнообразием. Это снизит риски при переселении животных в новые места обитания. Одна из проблем связана с фрагментацией ареалов обитания животных, поэтому нужно восстанавливать связи между разобщенными популяциями.
Русскую выхухоль, отметила специалист, уже выбрали своим символом некоторые заповедники и природоохранные организации, в том числе Зоологический музей МГУ. Зверьки имеют все шансы стать национальным символом, полагает ученый.
— Исследования показывают, что ситуация тревожная. Низкое разнообразие само по себе не убивает мгновенно, но делает вид «хрупким». Это снижает его способность приспосабливаться к новым условиям и повышает риск близкородственного скрещивания. С учетом того, что в природе осталось менее 8–10 тыс. особей, вид объективно находится под угрозой исчезновения, — прокомментировал палеонтолог, популяризатор науки и консультант проекта 3D Dinopedia Ярослав Попов.
Он добавил, что качественный генетический анализ позволит лучше отслеживать здоровье популяций. Полученные знания помогут создать стандартизированную систему мониторинга и контролировать генетическое разнообразие вида в разных регионах. Вместе с тем для сохранения русской выхухоли простых запретительных мер недостаточно, уверен эксперт. Нужно активное вмешательство по восстановлению мест обитаний.
По мнению эксперта, выхухоль — это уникальный реликт, древняя ветвь эволюции, чудом дожившая до наших дней. Поскольку эти животные живут только в чистых пойменных водоемах, они — идеальный индикатор экологического здоровья. Наконец, выхухоль просто очаровательна — смесь крота, выдры и щелезуба. Поэтому этот зверек вполне заслуживает стать как национальным символом, так и эмблемой движения борьбы с экологическими проблемами.