Датские исследователи секвенировали геном нарвала, арктического кита, известного своим роговидным бивнем, выступающим изо лба. Их работа, опубликованная 1 мая в журнале iScience, показывает, что по сравнению с другими арктическими морскими млекопитающими нарвалы имеют низкое генетическое разнообразие, что обычно указывает на то, что вид испытывает трудности. Тем не менее, популяции нарвалов исчисляются сотнями тысяч, но исследователи предупреждают, что они по-прежнему уязвимы к изменению климата и деятельности человека в Арктике.
Низкое генетическое разнообразие исторически рассматривалось как смертный приговор виду, потому что считалось, что, когда представители вида имеют меньше вариаций ДНК для действия естественного отбора, им будет трудно адаптироваться к изменениям в их окружении. Но это исследование предполагает, что все может быть сложнее.
Существует мнение, что для того, чтобы выжить и быть устойчивым к изменениям, вам необходимо иметь высокое генетическое разнообразие, но тогда у вас есть этот вид, который в течение последних миллионов лет имел низкое генетическое разнообразие, и он все еще существует - и на самом деле их относительно много», - говорит Элин Лоренцен, доцент и куратор Музея естественной истории Дании. В настоящее время популяция нарвалов оценивается примерно в 170 000 особей, что достаточно для того, чтобы в прошлом году изменить их статус в Красном списке МСОП с «находящийся под угрозой исчезновения» на «вызывающий наименьшие опасения»..
Это показывает нам, что простое рассмотрение количества особей не свидетельствует об уровнях геномного разнообразия вида, но также и рассмотрение уровней геномного разнообразия не свидетельствует о количестве особей. Приравнять эти два понятия не так просто, как считалось ранее», - говорит Лоренцен.
Интересно, что низкое генетическое разнообразие нарвалов, по-видимому, уникально для этого вида; несколько других арктических видов, в том числе их ближайший родственник белуга, имеют более высокий уровень геномного разнообразия.
Случаи низкого генетического разнообразия обычно возникают в результате инбридинга или узких мест, когда популяция вида резко сокращается в результате вымирания, а выжившим особям остается восстанавливать свою численность за счет ограниченного генетического запаса.. Однако ни одна из этих возможностей, приводящих к накоплению неблагоприятных вариантов генов внутри вида, по-видимому, не объясняет того, что наблюдается у нарвалов. Вместо этого авторы предполагают, что начало последнего ледникового периода примерно 115 000 лет назад могло создать идеальную среду обитания, в которой нарвалы, популяция которых в то время, вероятно, была значительно меньше, могли быстро размножаться.
«Долгосрочное низкое генетическое разнообразие нарвалов могло позволить им развить различные механизмы, чтобы справиться с их ограниченным геномом», - говорит Майкл Винсент Уэстбери, научный сотрудник Датского музея естественной истории.
Авторы предупреждают, что, хотя большинство популяций нарвалов в настоящее время чувствуют себя хорошо, их нишевая специализация и приуроченность к Арктике - району, который, как ожидается, будет одним из наиболее сильно затронутых изменением климата - означает, что они все еще уязвимы в грядущем. десятилетия. «Наше исследование не может прокомментировать, смогут ли нарвалы адаптироваться и обладают ли они пластичностью, чтобы быть устойчивыми к этим быстрым изменениям», - говорит Лоренцен. «Но мы можем сказать, что это низкое генетическое разнообразие существовало очень долгое время, и они все еще существуют».
В идеале Лоренцен и Уэстбери хотели бы, чтобы их работа способствовала сохранению этого харизматичного животного. «Нарвалы имеют культурное значение для национальной истории Дании, - говорит Лоренцен. Она отмечает, что датские воды на самом деле не населены нарвалами, но бивни нарвалов активно продавались как рога единорогов в период викингов, и сегодня нарвалы являются очень дорогим охотничьим продуктом в Гренландии. «Их преобладание в датской культуре свидетельствует о давней дружбе между Гренландией и Данией, - говорит она, - и даже коронационное кресло датского короля Фредерика III с 1640 года сделано из бивней нарвала».
Двигаясь вперед, авторы заинтересованы в том, чтобы выяснить, присутствует ли это неожиданное открытие у нарвалов и у других видов. С этой целью в планы будущих исследований входит проведение геномного анализа и расширение их генетического понимания различных арктических видов, как наземных, так и морских.
«Это исследование показывает, что по мере поступления новых данных мы можем подвергнуть сомнению общепринятые представления о том, что генетическое разнообразие предсказывает выживаемость вида», - говорит Уэстбери. «В конечном счете, этот анализ - лишь один из этапов большой работы».