Медленно и уверенно выигрывает гонку.
Хотя это могло быть правдой в одной из классических басен Эзопа, черепахе из пустыни Мохаве, возможно, придется адаптироваться быстрее, чем в прошлые десятилетия. Вид сталкивается с серьезными угрозами для своего выживания, от инвазивных растений до антропогенных изменений в ландшафте.
Но у исследователей из Школы наук о жизни Аризонского государственного университета и их сотрудников может быть новый инструмент, который поможет сохранить эту культовую пустынную рептилию. Впервые они расшифровали геном животного; их выводы опубликованы в текущем выпуске журнала PLOS ONE.
Прорыв может помочь животному пережить растущее число угроз.
«В пустынях происходит все больше и больше развития, а также всплеск развития возобновляемых источников энергии», - сказал Тодд Эск, эколог-исследователь и эксперт по черепахам из Геологической службы США. «Автомагистрали и линии электропередач нарушают среду обитания черепах. Мы также рассматриваем воздействие на среду обитания черепах из-за изменений ландшафта.
И за последние 100 лет у нас были инвазивные травы, которые появлялись вместе с домашним скотом, вероятно, в основном случайно. Красный кострец и средиземноморская трава - две основные инвазивные травы, которые у нас есть. это действительно плохая диета для маленьких черепах, и их выживаемость намного ниже». Хотя Эске не участвовал в проекте, результаты исследования могут помочь усилиям по сохранению черепах.
Правительственные учреждения и другие исследователи отслеживают популяции черепах на юго-западе уже более двух десятилетий. Популяция черепах пустыни Мохаве значительно сократилась в среде обитания, которая включает Калифорнию, Неваду, Юту и Аризону. Этот вид занесен в список «находящихся под угрозой исчезновения» в соответствии с Законом США об исчезающих видах и считается «уязвимым» Международным союзом охраны природы (МСОП).
Марк Толлис, ведущий исследователь проекта ASU, сказал, что геном является важным ресурсом для сохранения черепахи Gopherus agassizii, особенно потому, что эта популяция страдает от серьезного заболевания. Исследователи еще не до конца понимают его причину или то, что делает черепах восприимчивыми к нему.
«Мы не знаем, как черепаха справляется с тем фактом, что ей также угрожает заболевание верхних дыхательных путей», - сказал Толлис. «Расшифровка этого генома поможет нам определить, какие гены черепах развиваются достаточно быстро, чтобы помочь им преодолеть эту угрозу».
Толлис, исследователь с докторской степенью, вместе со старшим автором статьи Кенро Кусуми получили генетические данные для конкретного экземпляра черепахи, собрали и аннотировали геном и узнали об эволюционной истории черепах.
«Технически расшифровка генома стала намного проще», - сказал Кусуми, старший исследователь проекта и профессор Школы наук о жизни АГУ. «То, что сейчас сложно, - это расшифровать информацию в геноме черепахи. Мы можем использовать подсказки из сходства с геномами мыши и человека. Найти пресловутую «иголку в стоге сена» означало бы идентифицировать гены, которые направляют иммунный ответ на инфекционное заболевание. а также способность выживать в суровых условиях пустыни Мохаве."
Кусуми добавил, что для исследовательской группы важно узнать, где разнообразие черепах находится в пределах их географического ареала. Выявление горячих точек генетического разнообразия помогает управлять видами с точки зрения сохранения и сохранять популяции черепах, которые могли бы лучше реагировать на неизвестные проблемы в предстоящие годы.
Грир Долби, соавтор и научный сотрудник ASU, анализирует генетические различия между этой черепахой и ее сестринским видом, черепахой пустыни Сонора.
Долби сказал: «Я надеюсь, что это исследование позволит другим агентствам задать новые вопросы, вопросы, которые они не смогли бы задать без этого исследования. Например, «Какие иммунные гены черепахи должны бороться с патогенами». "Как их иммунная система функционирует в среде с множеством угроз? И как меняющаяся среда может повлиять на это?" Это важные вопросы, на которые нужно ответить при управлении видом. Теперь мы можем начать расследование».
Приспособлен для жизни в суровой пустыне
Многие черепахи, живущие в районе исследования, оснащены небольшими устройствами GPS. Это позволяет биологам знать, где они находятся и сколько они путешествовали за определенный сезон. Ученые регулярно проверяют черепах на такие вещи, как общее состояние здоровья, состояние тела и признаки болезни или стресса.
Начало в середине октября. до ноября черепахи впадают в спячку, вылезая из своих нор только для того, чтобы попить воды, когда идет дождь. Когда в марте погода потеплеет, они снова становятся активными и спариваются весной. Самки откладывают кладку яиц до трех раз в год в зависимости от погоды.
Невероятно, но пустынные черепахи могут жить до 50 лет в дикой природе, а продолжительность жизни оценивается от 30 до 50 лет. Известно, что черепахи в неволе живут до 100 лет.
К хищникам относятся вороны и койоты, но другие факторы, такие как изменение климата, инвазивные травы и деятельность человека, также негативно влияют на популяции черепах.
Использование информации о геноме для сохранения
Будущее пустынной черепахи неопределенно, поскольку она продолжает сталкиваться с многочисленными угрозами.
"В лучшем случае работа, которую мы проводим с ASU, поможет нам понять, как информировать научные методы, предназначенные для увеличения сохранения и сохранения выживания этого вида", добавил Эск.
Геном служит отправной точкой для ряда исследований, посвященных устойчивости к болезням, адаптации к среде пустыни, распределению генетического разнообразия по всему ареалу и гибридизации с родственными видами.
В конечном счете, выводы из расшифрованного генома черепахи должны помочь понять, как управлять этим вымирающим видом, и могут повысить его шансы на долгосрочное выживание.