Ученые из Института разведения редких и находящихся под угрозой исчезновения африканских млекопитающих уже более 15 лет работают на юге Африки над защитой находящихся под угрозой исчезновения африканских диких собак (Lycaon pictus). Теперь они решили заморозить сперму как можно большего числа генетически разнообразных самцов африканских диких собак и использовать ее для искусственного оплодотворения самок африканских диких собак. Репродуктивный и молекулярный биолог Дэмиен Пэрис объясняет, почему искусственное разведение — лучший и наиболее экономичный способ обеспечить выживание генетически разнообразных диких собак.
Почему африканская дикая собака в опасности?
Дикие собаки — аборигенный вид, обитающий в странах Африки к югу от Сахары. Они очень эффективные стайные охотники, но им нужны большие территории обитания, чтобы выжить и избежать таких конкурентов, как львы. Проблема в том, что большинство оставшихся мест обитания настолько малы и фрагментированы, что больше не могут поддерживать большие популяции. Обычно, когда дикие собаки достигают подросткового возраста (около двух лет), они уходят далеко и образуют собственную стаю. Но застряв в небольших резервах, они не могут этого сделать. Вместо этого они скрещиваются, уменьшая свое генетическое разнообразие.
Вторжение человека делает среду обитания все меньше и меньше почти для каждого вида, доводя многие заповедники до предела их несущей способности. Сегодня дикие собаки занимают лишь 7% своего прежнего ареала. В Южной Африке осталось около 550 собак, разбросанных по 14 сильно фрагментированным популяциям.
Как генетическое разнообразие может помочь африканской дикой собаке выжить?
Это помогает повысить устойчивость к болезням. Часты вспышки бешенства и вируса чумы собак, которые передаются либо от находящихся поблизости домашних собак, либо от существующего вируса, уже присутствующего в заповедниках. Эти болезни могут быстро распространиться среди диких собак и уничтожить стаю, насчитывающую от пяти до 20 собак. В 2017 году вирус чумы собак полностью уничтожил 21 из 22 стаек диких собак в округе Лайкипия, Кения, менее чем за четыре недели.
Мы планируем использовать замораживание спермы и искусственное оплодотворение, чтобы помочь распределить генетическое разнообразие между изолированными популяциями. Это даст диким собакам больше шансов пережить болезнь. Мы можем взять сперму у собак в регионе, устойчивом к вирусу чумы собак, и быстро смешать эти ценные гены со многими другими пакетами. В следующий раз, когда произойдет вспышка заболевания, большое количество их потомков выживет. Мы прогнозируем, что это может оказать большое влияние довольно быстро.
Какие методы консервации использовались раньше?
Для увеличения генетического разнообразия с 1998 года африканские дикие собаки переселяются (перемещаются) по территории Южной Африки. Молодые собаки, готовые покинуть стаю, искусственно группируются в боме (временное вольер на воле) с собаками противоположного пола из стаи. другая часть страны. В течение нескольких недель они формируют новую генетически смешанную стаю, которую выпускают в дикую природу.
Но недостатком этого метода является то, что новая стая является младшей и способна колонизировать только ограниченную среду обитания на периферии территории уже сформировавшейся стаи. Таким образом, может потребоваться около 150 поколений (около 300 лет), чтобы гены из новой стаи распространились по существующей популяции посредством формирования последующих стад и естественного размножения. Также невозможно просто ввести генетически ценную собаку непосредственно в устоявшуюся стаю для разведения — она будет убита из-за сложной социальной иерархии стаи.
Мы не можем позволить себе ждать так долго. Большинство проблем, с которыми столкнулись дикие собаки, возникли за последние 200 лет. При следующей вспышке заболевания может погибнуть целая популяция диких собак.
Как поможет замораживание спермы и искусственное оплодотворение?
Наши исследования показывают, что гибридный подход, сочетающий естественное и искусственное размножение во время транслокации, позволит получить новые гены гораздо быстрее. Мы могли бы даже напрямую вводить ценные гены в существующие стаи, перемещая сперму, а не животных. Для этого мы планируем следить за альфа-самкой на предмет признаков течки, пока стая находится в транслокационной боме. Затем мы сможем искусственно оплодотворить ее замороженной спермой ценного самца. Это потенциально позволит ежегодно производить новых, генетически разнообразных и устойчивых к болезням щенков.
Наш запасной план против вспышек заболеваний — создать банк спермы африканских диких собак от нескольких самцов. Сперма, замороженная в резервуарах с жидким азотом при очень низких температурах, может храниться 50 или 100 лет и при этом приносить потомство. Этот метод очень успешен в животноводстве. До сих пор мы не могли этого сделать, потому что сперма африканских диких собак после разморозки жила только 30 минут, но для оплодотворения суки сперма должна сохраняться не менее четырех-шести часов. Недавно мы усовершенствовали технику замораживания, поэтому сперма африканских диких собак теперь может плавать и сохраняться в течение восьми часов после размораживания.
Теперь мы можем впервые создать банк спермы африканских диких собак. Замороженная сперма будет доставлена в поле в переносных резервуарах с жидким азотом. Наши партнеры, Институт исследования млекопитающих Университета Претории и Embryo Plus, помогут разработать банк спермы. Мы планируем создать консорциум, чтобы иметь несколько банков спермы по всей Южной Африке в качестве резервных.
Подпишитесь на бесплатную рассылку новостей AllAfrica
Получайте последние новости Африки прямо на свой почтовый ящик.
Это будет очень дорого?
Гибридный подход на самом деле является более дешевым способом поддержания генетического разнообразия африканских диких собак. Недавнее моделирование на других видах показало, что гибридный подход обходится в 7–84 раза дешевле, чем метод естественного размножения. Это связано с тем, что для поддержания 90% генетического разнообразия популяции в течение 100-летнего периода требовалось в 13–100 раз меньше животных.
При меньшем количестве животных общие затраты на сохранение вида (включая затраты на управление животными и резервами, хранение спермы и искусственное оплодотворение) будут ниже. Этот гибридный подход может сэкономить деньги и уменьшить пропускную способность заповедников, не уменьшая генетического разнообразия диких собак — что высоко оценит большинство менеджеров по дикой природе и политиков. Чтобы узнать больше и поддержать эту инициативу, посетите сайт проекта.
Дэмиен Бойд Бертран Поль Пэрис, доцент и руководитель лаборатории гамет и эмбриологии (GAME), Университет Джеймса Кука
EUROPEAN UNION 