Back to chapter

29.9:

Сохранение малочисленных популяций

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Conservation of Small Populations

Languages

Share

Приоритетом для консервационной биологии является сохранение биологического разнообразия. Для достижения этой цели учёные должны определить популяции, которые находятся под угрозой исчезновения. Малочисленные популяции, такие, как Флоридские пантеры, особенно подвержены риску, поскольку у них низкое генетическое разнообразие, из-за чего им трудно противостоять болезням или адаптироваться к изменениям в окружающей их среде.Эти кошки раньше населяли территории от Флориды до Луизианы, вдоль побережья Залива. В связи с развитием земельных ресурсов, их местообитание было уменьшено до небольшого района в Южной Флориде. К 1973 году их оставалось всего 25.Такая маленькая популяция привела к инбридингу, который вызвал изогнутые хвосты, дефекты сердца, и другие генетические аномалии репродуктивного потенциала. Когда популяция достигает очень маленького размера, она может испытать то, что называется вихрь вымирания, круговую цепь событий, которые усиливают друг друга, чтобы ещё больше уменьшить размер популяции, и ведут к вымиранию. Это работает таким образом.Небольшая популяция склонна к инбридингу, или спариванию с близкими родственниками. В результате произойдёт уменьшение генетического разнообразия в популяции. Более низкое генетическое разнообразие ведёт к снижению выживаемости и темпам размножения популяции со временем, ещё больше уменьшая размер популяции до точки исчезновения.Один из способов предотвратить вихрь вымирания это импорт особей из других популяций. Например, консервационные биологи ввели самок пантер из Техаса в популяцию во Флориде, чтобы увеличить её размер и генетическое разнообразие. Сегодня существует примерно 125 Флоридских пантер, благодаря этим усилиям по сохранению.Несмотря на то, что популяция выросла, она по-прежнему требует сохранения. Ошейники с GPS используются для того, чтобы отслеживать особей пантер, позволяя консервационалистам проверять состояние популяции.

29.9:

Сохранение малочисленных популяций

Небольшие размеры популяции подвергают вид чрезвычайно высокому риску исчезновения из-за отсутствия разнообразия и, как следствие, снижения адаптивности. Это снижает шансы на выживание в таких условиях, как изменение климата, конкуренция со стороны других видов или новые болезни. Большие популяции с большей вероятностью переживут такие нагрузки, поскольку такие популяции с большей вероятностью будут поддерживать особей с генетическими вариантами, способными адаптироваться к новым стрессам. В небольших популяциях вероятность таких изменений гораздо ниже.

Современные геномные методы позволяют определить гомозиготность вредоносных генов, вызванную инбридингом. Это происходит, когда близкородственные организмы производят потомство; потомство имеет более высокий шанс получить два идентичных вредных аллеля. Например, волки в национальном парке Айл-Рояль пережили резкое сокращение популяции из-за вспышки болезни, что привело к увеличению инбридинга. Популяция волков продолжает сокращаться, и в какой-то момент она насчитывала всего два волка.

Полногеномное секвенирование позволило исследователям идентифицировать родословную оставшихся волков на острове Рояль, что показало спаривание родных братьев и сестер и родителей и потомков в небольшой популяции на основе моделей хромосомного наследования. Анализ последовательностей генов показал вредные однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) в функциональных генах, которые снижают приспособленность этих волков. Эти мутации объясняют физические характеристики, которые можно увидеть у волков острова Рояль, такие как пороки развития их позвоночника и грудной клетки.

Рейнджеры привозят волков из-за пределов парка, чтобы установить здоровое генетическое разнообразие на острове Рояль. Учитывая более здоровую и большую популяцию, волки должны иметь возможность процветать на острове Рояль. Рейнджеры также отслеживают волков на острове с помощью ошейников GPS, чтобы определить, эффективны ли их методы сохранения.

Suggested Reading

Robinson JA et. al. “Genomic signatures of extensive inbreeding in Isle Royale wolves, a population on the threshold of extinction.” Science Advances 5, no. 5 (May 29, 2019):eaau0757. [Source]