Международная группа учёных создала крупнейшую на сегодняшний день генетическую карту бизона, секвенировав 160 геномов и проследив эволюцию вида за последние 20 000 лет. В этом исследовании Эдмонтон сыграл ключевую роль благодаря фондам Королевского Альбертского музея.
Как устроено исследование
Статья опубликована в журнале Science. Проект возглавил палеогенетик Йонас Оппенхаймер из Лаборатории палеогеномики Калифорнийского университета в Санта-Крузе, специализирующейся на древней ДНК. В работе участвовали почти 40 учёных, включая канадских коллег.
Исследователи секвенировали 115 геномов древних бизонов (возраст образцов — от нескольких сотен до десятков тысяч лет) и 45 геномов современных животных. Эти данные объединили с 52 ранее расшифрованными геномами, что позволило получить самую полную картину генетического разнообразия вида.
Роль Эдмонтона
Образцы древней ДНК были взяты из коллекций в США, Канаде и России: среди них фонды Parks Canada и Королевского Альбертского музея в Эдмонтоне. Куратор четвертичной палеонтологии Крис Джасс отметил, что исследование демонстрирует ценность долгосрочного хранения палеонтологических коллекций.
Современные образцы ДНК добывали из управляемых стад в Национальном парке Элк-Айленд и Национальном парке Вуд-Баффало в Альберте, а также из свободно разгуливающих групп бизонов у озёр Рональд-Лейк и Васбаска.
От единого генофонда до изоляции
До колонизации бизоны в Северной Америке были генетически однородны: животные легко мигрировали и скрещивались друг с другом на огромных пространствах прерий и лесов. «До недавнего времени бизоны по всему континенту были очень похожи, независимо от того, откуда вы их брали», — объясняет Оппенхаймер.
В конце XIX века массовая охота и правительственные кампании привели популяцию к краю вымирания. При этом общая генетическая вариативность особо не пострадала: благодаря исторической обширности ареала значительная часть наследственности сохранилась. Однако стада оказались разделены, и каждая группа приобрела свой уникальный генетический «почерк». «Мы ожидали значительной потери разнообразия, но как вид бизоны сохранили большую часть генетики. Зато теперь каждое стадо генетически обособлено», — добавляет учёный.
Разделение на подвиды и следы скрещивания
Исследование подтвердило, что племенные бизоны (plains bison) и лесные бизоны (wood bison) разошлись в эволюции примерно 3000 лет назад, когда изменение климата и расширение бореальных лесов способствовали формированию двух адаптивно различных групп. При этом скрещивание между ними началось вновь в 1920-х годах, когда в Национальном парке Вуд-Баффало в одну популяцию завезли равнинных бизонов.
Что касается гибридизации с домашним крупным рогатым скотом, то генетический вклад коровных линий в современных популяциях обычно не превышает 1%, и во многих стадах вовсе отсутствует.
Перспективы для охраны
Грег Уилсон из Parks Canada и его коллеги в рамках проекта Bison Integrated Genomics (финансируемого Genome Canada) разрабатывают биобанк геномов бизона. По словам учёных, карта генетического разнообразия поможет «связывать» разрозненные стада, снижать риски инбридинга и восстанавливать исторические потоки генов.
«Древние геномы дают нам эталон, позволяющий безопасно возобновлять генетические связи между популяциями и возвращать бизонов к их природному разнообразию», — заключает Оппенхаймер.
