Новое геномное исследование находящегося под угрозой исчезновения восточного аиста показывает, что генетическое здоровье популяции все еще на удивление крепкое, с высоким генетическим разнообразием и низким уровнем инбридинга. Это необычная находка для большинства популяций исчезающих видов, что затрудняет спасение этих видов от вымирания.

Таким образом, несмотря на антропогенное сокращение численности восточных аистов, результаты нового исследования дают надежду на долгосрочное выживание этого вида, а также дают четкое направление по спасению этой великолепной птицы. Необходимо принять решительные меры для защиты среды обитания, особенно на всем протяжении пути миграции.

Работа появляется в ГигаНаука.

Дикая популяция восточного аиста (Ciconia boyciana) за последнее столетие быстро сократилась. Изменение климата, лесные пожары, охота и расширение сельского хозяйства, промышленности и других видов деятельности человека угрожают этому виду, который внесен в список находящихся под угрозой исчезновения Всемирным союзом охраны природы.

В ходе исследования исследователи собрали геномную информацию о восточном аисте и сравнили результаты с другими перелетными и немигрирующими птицами. Работа поможет оценить генетическое здоровье сокращающейся популяции, а также даст представление о генах, которые могут быть вовлечены в удивительное поведение восточного аиста при навигации на большие расстояния: эта крупная болотная птица гнездится на Дальнем Востоке России и на северо-востоке Китая, а осенью мигрирует на зимовку в Бохайский залив и озеро Поянгу в нижнем течении реки Янцзы.

Под руководством исследовательской группы Северо-восточного университета лесного хозяйства (Китай) с сотрудниками из Харбина, Шэньяна, Чжэцзянского университета и Внутренней Монголии ученые впервые собрали высококачественный эталонный геном восточного аиста и секвенировали геномы 29 диких восточных аистов и 15 пленных особей. Кроме того, они также собрали данные секвенирования всего генома одного человека, находящегося в неволе, в Японии и США для сравнительного анализа.

Доктор Тяньмин Лань, один из ученых, участвовавших в исследовании, объясняет, почему он так очарован этим видом: «Восточный аист — одна из самых элегантных птиц как в полете, так и на земле, которых я когда-либо видел, и это У этой птицы много интересных особенностей, в том числе миграция на большие расстояния и общение посредством «щелкания клювом». Однако эта красивая птица находится под угрозой исчезновения, что побудило нас провести это природоохранное геномное исследование».

Геномные данные показывают, что, хотя численность восточных аистов значительно сократилась за последнее столетие, генетическое разнообразие диких и содержащихся в неволе популяций все еще велико, а уровень инбридинга низок. Это противоречит ситуации со многими другими популяциями, находящимися под угрозой исчезновения, где часто наблюдается низкое генетическое разнообразие и частое инбридинг. Это может сигнализировать о неминуемой гибели вида, поскольку потеря разнообразия и инбридинг могут усилить генетические нарушения, снизить иммунитет и общее состояние здоровья, делая и без того сокращающиеся популяции еще более уязвимыми к вымиранию.

Для восточного аиста перспективы лучше, по крайней мере, с точки зрения генетики. Результаты показывают, что дикая популяция при соответствующем природоохранном вмешательстве может иметь высокий потенциал для генетического омоложения. Поэтому доктор Лан настроен весьма оптимистично.

«С уменьшением вмешательства человека и ущерба их среде обитания и путям миграции мы ожидаем быстрого восстановления популяции», — говорит он.

Авторы предполагают, что миграционный образ жизни может помочь сохранить высокое генетическое разнообразие внутри всей популяции по сравнению с другими видами, находящимися под угрозой исчезновения, которые географически изолированы.

Чтобы лучше понять миграционное поведение восточного аиста, авторы также проверили геномы на наличие сигналов генов, которым мог быть благоприятен естественный отбор в связи с их миграцией на большие расстояния.

«Поведение, как правило, представляет собой сложные биологические характеристики, которые обычно регулируются множеством генов и путей, — говорит доктор Лан, — а быстрое развитие секвенирования и соответствующих методов биоинформатики позволяет нам сосредоточиться на группе генов, которые могут отвечать за его миграционное поведение».

Чтобы лучше понять миграционное поведение, ученые также сравнили геномы немигрирующих видов птиц и других перелетных птиц.

Например, известно, что популяция сапсанов, мигрирующая на большие расстояния, подверглась отбору по конкретному варианту гена ADCY8, который, в свою очередь, регулирует гены, связанные с памятью. В новом исследовании геномов восточных аистов авторы также обнаружили, что ADCY8 был среди генов, испытавших селективное давление, что еще раз намекает на важную роль этого гена в эволюции миграции на большие расстояния.

«Хотя результаты этого исследования все еще могут быть ограничены для полного объяснения его миграционного поведения, мы считаем, что развитие геномики будет продолжать способствовать углубленному изучению этой поведенческой черты», — заключает доктор Лан.

Мы надеемся, что работа здесь приведет к обновлению целей с конкретными указаниями по спасению восточного аиста путем уменьшения воздействия человека на его среду обитания, особенно на его миграционном пути, где на этот вид оказывается наибольшее давление на выживание.