Испанские ученые секвенировали геном иберийской рыси (Lynx pardinus), которая в настоящее время является одним из самых исчезающих представителей семейства кошачьих. Они подтвердили «крайнюю эрозию» его ДНК. Пиренейская рысь имеет один из наименее генетически разнообразных геномов. Он даже менее разнообразен, чем другие находящиеся под угрозой исчезновения млекопитающие, такие как гепард или тасманийский дьявол, или птицы, такие как хохлатый ибис или скопа.
Исследование, опубликованное в научном журнале Genome Biology, координировалось учеными из биологической станции Доньяна (CSIC). Центр геномной регуляции (CRG) с самого начала внес свой вклад в этот исследовательский проект, включая несколько групп и учреждений. В частности, лаборатории Родерика Гиго, Седрика Нотредама и Тони Габальдона в Программе биоинформатики и геномики, а также подразделение биоинформатики CRG. Это первый эталонный геном млекопитающего, созданный полностью в Испании.
Проект, финансируемый Banco Santander и управляемый Fundación General CSIC, объединил усилия 50 ученых из исследовательских групп 12 учреждений, двое из которых находятся за пределами Испании, которые охватывают широкий спектр дисциплин, в том числе биоинформатика, геномика, онкология, эволюция и сохранение.
Ученым удалось прочитать и упорядочить 2,4 миллиарда букв ДНК Кандилеса, самца рыси, родившегося в популяции рысей Сьерра-Морена, который теперь является частью программы разведения в неволе. Для этого они использовали новые методы секвенирования и разработали инновационные процедуры для создания высококачественного проекта генома при ограниченном бюджете.
В общей сложности было идентифицировано 21 257 генов, что соответствует количеству генов человека и других млекопитающих, и их сравнивали с генами кошек, тигров, гепардов и собак.
В частности, группа Тони Габальдона из Центра геномной регуляции в Барселоне сравнила геном иберийской рыси с геномом других видов, пытаясь идентифицировать гены, утратившие свою функцию, потому что они остались изолированными, и существование небольшого численность особей этого вида. Исследователи обнаружили доказательства изменений в генах, связанных со слухом, зрением и обонянием, которые облегчили адаптацию рысей к окружающей среде, что позволило им стать исключительными охотниками, специализирующимися на кроликах в качестве добычи.
История и разнообразие пиренейской рыси
С целью изучения истории и генетического разнообразия вида был проведен анализ геномов еще десяти пиренейских рысей из Доньяны и Сьерра-Морены, двух единственных выживших популяций на Пиренейском полуострове, которые были изолированы друг от друга на протяжении десятилетий. Исследователи также провели сравнительный анализ с европейской рысью, чтобы выявить связи между двумя рысями, населяющими Евразию.
Иберийская рысь начала отделяться от своего родственного вида, евразийской рыси (Lynx lynx) около 300 000 лет назад, и эти два вида полностью разделились около 2 500 лет назад. В течение всего этого периода они продолжали скрещиваться и обмениваться генами, вероятно, в периоды между оледенениями, когда климат позволял видам распространяться и встречаться друг с другом на Пиренейском полуострове и в южной Европе.
Демографическая история пиренейской рыси была отмечена тремя историческими упадками, последний из которых произошел около 300 лет назад, уничтожив ее популяцию. Вдобавок к этому в 20 веке количество особей резко сократилось из-за преследования, разрушения среды его обитания и двух крупных вирусных эпидемий, от которых пострадал кролик, его основной источник пищи.
Ученые интерпретируют этот демографический спад как причину наблюдаемого низкого уровня разнообразия и предупреждают, что это может ухудшить способность рыси адаптироваться к изменениям окружающей среды (климат, болезни и т. д.). Кроме того, было подтверждено существование множества потенциально вредных генетических вариантов, которые могут способствовать снижению выживаемости и скорости воспроизводства вида.
Эта генетическая деградация особенно заметна в популяции Доньяна - меньшей и изолированной в течение более длительного периода - которая имеет половину генетического разнообразия группы Сьерра-Морена.
Тем не менее, исследование отражает ситуацию до начала обмена между двумя реликтовыми популяциями и их скрещивания в неволе. Эти меры, предпринятые в рамках программы сохранения пиренейской рыси, привели к улучшению генетической ситуации вида в последние годы.
Использование новых геномных ресурсов в рамках проекта будет способствовать оптимизации управления, направленной на сохранение наибольшего генетического разнообразия, а также максимальному уменьшению генетических дефектов этих популяций.