Прежде чем виды вымирают, их популяции часто сокращаются и становятся изолированными. Здоровые популяции, как правило, имеют большой генофонд с циркулирующим множеством генетических вариантов. Но путь к вымиранию разрушает генетическое разнообразие, потому что генофонд вида сокращается по мере сокращения популяции. Потеря генетического разнообразия ограничивает способность популяций адаптироваться к таким угрозам, как болезни и изменение климата.

Итак, каково состояние генетического разнообразия животных, растений, грибов и водорослей во всем мире? И как сосредоточение внимания на этом важнейшем уровне биоразнообразия может помочь повысить устойчивость перед лицом глобальных изменений? Мы исследуем эти вопросы в нашем новом исследовании, опубликованном в Природа.

Наша команда из 57 ученых из 20 стран изучила более 80 000 научных статей за три десятилетия, чтобы обобщить данные о генетических изменениях в популяциях в 141 стране.

Вызывает тревогу тот факт, что мы обнаружили, что генетическое разнообразие исчезает во всем мире у многих видов, особенно у птиц и млекопитающих. Эти потери были наиболее серьезными в исследованиях, в которых сообщалось об изменениях в среде обитания, новых болезнях, стихийных бедствиях и деятельности человека, такой как охота или лесозаготовки.

Но надежда есть. Наше исследование предполагает, что стратегии сохранения могут помочь сохранить или даже увеличить генетическое разнообразие.

Что такое генетическое разнообразие и почему оно важно?

В основе каждой клетки лежит копия инструкции по эксплуатации для живых существ. Это генетический код, состоящий из молекул ДНК. Но его последовательность сильно варьируется, отделяя моль от дерева от бактерии. Даже внутри вида мы видим явные генетические различия между особями. Эти генетические различия способствуют различиям в их чертах, поэтому мы получаем особей, которые выше или ниже, быстрее или медленнее, смелее или осторожнее.

Это генетическое разнообразие обусловлено мутациями. Часто эти мутации не помогают. Но иногда они могут помочь населению адаптироваться к изменениям.

Например, золотистая ламинария (Ecklonia radiata) любит более холодную воду. Но в популяции у некоторых особей будут мутации, подходящие для теплой воды. Когда разрушительная морская волна тепла обрушилась на побережье Западной Австралии в 2011 году, особи с мутациями в теплой воде имели больше шансов выжить и размножаться. Это генетическое разнообразие позволило популяции ламинарии адаптироваться к более теплым условиям.

Вот почему так важно генетическое разнообразие — оно придает видам большую устойчивость в быстро меняющемся мире. Этот приоритет был признан в Стратегии Австралии в отношении природы, а также в целях и задачах, обсуждавшихся на саммите Организации Объединенных Наций по биоразнообразию COP16.

Как мы можем сохранить или восстановить генетическое разнообразие видов, находящихся под угрозой исчезновения?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы использовали технику, называемую метаанализом, для поиска закономерностей. Из более чем 80 000 опубликованных статей мы выделили 882 исследования, в которых измерялись изменения в генетическом разнообразии с течением времени. Эти исследования проводились со всего земного шара и по всему «древу жизни».

Они показывают, что существует множество способов сохранения генетического разнообразия. Вот пять перспективных стратегий, которые помогут сохранить устойчивость видов.

Действие 1: Добавление индивидуумов

Добавление особей к существующей популяции известно как добавка. Наше исследование показало, что добавки были единственным действием, связанным со значительным увеличением генетического разнообразия, особенно у птиц.

Добавки могут помочь уменьшить вредные последствия инбридинга, который распространен в небольших, изолированных популяциях. Например, защитники природы, работающие над охраной южнозеландских малиновок (Petroica australis), перемещали самок птиц между изолированными островами. Потомство родителей с разных островов имело более сильную иммунную систему, более высокие показатели выживаемости и улучшенное репродуктивное здоровье по сравнению с их инбредными собратьями.

Добавки играют ключевую роль в увеличении генетического разнообразия, улучшении здоровья населения иИ повышение устойчивости.

Мера 2: Контроль над населением

Если сделать обратное — удалить особей — в некоторых обстоятельствах можно улучшить результаты для населения в целом, например, за счет снижения конкуренции.

Но результаты генетического разнообразия сильно различались в исследованиях с использованием популяционного контроля. Так как же можно эффективно использовать эту стратегию?

В одном случае защитники природы в Соединенных Штатах использовали контроль популяции каботажной ручьевой форели (Salvelinus fontinalis) в инкубатории, чтобы предотвратить слишком большое размножение какой-либо отдельной семьи. Это означало, что поддерживались множественные генетические линии, увеличивая генетическое разнообразие.

Действие 3: Восстановление

Восстановление экосистем может включать посадку деревьев, реабилитацию водно-болотных угодий или восстановление естественных противопожарных и водных ресурсов. Мы обнаружили, что генетическое разнообразие часто сохранялось с течением времени, когда использовалось экологическое восстановление.

Восстановительные работы, наряду с добавками, важны для выживания большой луговой курицы (Tympanuchus cupido), которая потеряла большую часть среды обитания. Исследователи сообщают, что восстановление и расширение пригодной среды обитания имеет решающее значение для поддержания генетического разнообразия и достижения долгосрочного восстановления.

Мера 4: Борьба с другими видами

Дикие, вредители или чрезмерно распространенные виды могут вытеснять, поедать или пастись на видах, находящихся под угрозой исчезновения. Контроль этих видов был связан с поддержанием генетического разнообразия в исследованиях, которые мы проанализировали в целом.

Например, контроль численности рыжей лисицы (Vulpes lagopu) помог восстановиться в Швеции. Этот метод снизил конкуренцию за ресурсы, такие как пища, в то время как к дикой популяции добавились новые лисы из Норвегии. Инбридинг сократился, а выживаемость улучшилась.

Действие 5: Природоохранная интродукция и реинтродукция

Создание новых популяций на новых участках известно как природоохранная интродукция, в то время как реинтродукция означает восстановление популяций там, где они существовали ранее.

Мы обнаружили неоднозначные результаты в отношении генетического разнообразия, когда сообщалось об этих действиях. Итак, какие факторы способствуют успеху?

В Западной Австралии большое количество золотистых бандикутов (Isoodon auratus) из многочисленной островной популяции было реинтродуцировано в три места. По прошествии шести поколений генетическое разнообразие на этих участках оставалось таким же, как и в исходной популяции. Успех был достигнут благодаря тщательному планированию, направленному на то, чтобы у новых популяций был большой генофонд для начала.

В целом, наше исследование выявило множество случаев утраты генетического разнообразия. Но мы также обнаружили доказательства того, что природоохранные меры, особенно добавки, могут улучшить генетическое здоровье вида.

Что вы можете сделать?

Поддерживать генетическое разнообразие можно и в домашних условиях.

Если у вас есть сад, вы можете посадить местные виды, чтобы поддерживать связь среды обитания.

Выращивание семейных реликвий и редких фруктовых деревьев или разведение традиционных чуков может поддерживать генетическое разнообразие в нашей продовольственной системе.

Присоединяйтесь к общественным группам или группам ботанического сада или работайте с группами по охране природы, чтобы улучшить среду обитания или увеличить количество исчезающих видов.

Наслаждаясь природой, избегайте случайного перемещения растений, семян или почвы на новые территории, чтобы уменьшить распространение вредителей и болезней.

Эти небольшие действия в совокупности помогают сохранить биоразнообразие на всех уровнях, включая генетическое разнообразие.

Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Читайте оригинал статьи.