Альпийский сурок, крупный грызун из семейства беличьих, обитает в высокогорной гористой местности за линией деревьев. Международная группа исследователей успешно расшифровала геном животного и обнаружила, что отдельные животные, прошедшие тестирование, очень похожи генетически. Фактически, генетическое разнообразие животного ниже, чем у любого другого дикого млекопитающего, геном которого был генетически секвенирован. "Мы были очень удивлены этим открытием.
Низкое генетическое разнообразие в основном встречается среди видов, находящихся под угрозой исчезновения, таких как, например, горная горилла. Однако численность популяции альпийского сурка исчисляется сотнями тысяч, поэтому этот вид не считается подверженным риску », – поясняет проф.
Доктор. Маркус Ралсер, директор Института биохимии Шарите и исследователь, несущий общую ответственность за исследование, которое проводилось совместно с Институтом Фрэнсиса Крика.
Поскольку низкое генетическое разнообразие альпийского сурка не могло быть объяснено нынешним образом жизни и размножения животного, исследователи использовали компьютерный анализ, чтобы восстановить генетическое прошлое сурка.
Объединив результаты всестороннего генетического анализа с данными из летописей окаменелостей, исследователи пришли к выводу, что альпийский сурок утратил свое генетическое разнообразие в результате многочисленных климатических адаптаций во время последнего ледникового периода. Одна из этих адаптаций произошла во время колонизации животными степей плейстоцена в начале последнего ледникового периода (между 110000 и 115000 лет назад). Второй произошел, когда плейстоценовая степь снова исчезла к концу ледникового периода (между 10 000 и 15 000 лет назад). С тех пор сурки населяют высокогорные луга Альп, где температуры близки к температурам в степной среде обитания плейстоцена.
Исследователи обнаружили доказательства того, что адаптация сурка к более холодным температурам плейстоценовой степи привела к увеличению времени генерации и снижению частоты генетических мутаций. Эти разработки означали, что животные не смогли эффективно восстановить свое генетическое разнообразие.
Общие результаты показывают, что скорость эволюции генома у альпийских сурков исключительно низкая.
Комментируя значимость своих результатов, проф. Ралсер говорит: «Наше исследование показывает, что изменение климата может иметь чрезвычайно долгосрочное воздействие на генетическое разнообразие видов.
Раньше это не было показано с такими четкими подробностями. Когда вид демонстрирует очень небольшое генетическое разнообразие, это может быть связано с климатическими явлениями, которые произошли много тысяч лет назад », – добавляет он:« Примечательно, что альпийскому сурку удалось выжить тысячи лет, несмотря на его низкое генетическое разнообразие."В конце концов, отсутствие генетической изменчивости может означать снижение способности адаптироваться к изменениям, что делает пораженные виды более восприимчивыми как к болезням, так и к измененным условиям окружающей среды, включая изменения местного климата."
Обобщая результаты исследования, проф. Ралсер объясняет: «Мы должны серьезно отнестись к результатам исследования, поскольку мы можем видеть похожие предупреждения из прошлого.
В 19 веке странствующий голубь был одним из самых распространенных видов наземных птиц в Северном полушарии, однако он был полностью истреблен всего за несколько лет. Возможно, в этом сыграло роль низкое генетическое разнообразие.Обрисовывая свои планы относительно дальнейших исследований, он добавляет: «Следующим важным шагом будет более пристальное изучение других животных, которым, как и альпийскому сурку, удалось пережить ледниковый период. Эти животные могут оказаться в аналогичном состоянии низкого генетического разнообразия.
В настоящее время оценки риска исчезновения определенного вида в основном основываются на количестве животных, способных к размножению. Мы должны пересмотреть, должен ли это быть единственным критерием, который мы используем."
Проф. Доктор.
Маркус Ралсер был назначен профессором Эйнштейна по биохимии в Charite в мае 2018 г. Специалист по обмену веществ, проф. Ралсер пришел в Шарите после работы в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне и Кембриджском университете, где он руководил группами, участвовавшими в этом исследовании. Другие исследователи, участвовавшие в исследовании, прибыли из Университета Шеффилда, Университета Билефельда, Института молекулярной генетики Макса Планка и других учреждений.
Первоначально исследователи намеревались изучить геном альпийского сурка, чтобы лучше понять липидный обмен животного.