Щоб урятувати зникаючий вид, почніть із правильного генетичного еталона

Коли вчені хочуть зрозуміти, як вид змінювався з часом і які в нього шанси на виживання, вони звертаються до ДНК.

Джерело: phys.org

Але що буде, якщо генетична карта, за якою вони працюють, належить іншій тварині?

Дослідження, проведене вченими з Університету Південної Каліфорнії (USC), показало: використання неправильного “референсного геному” — базової послідовності ДНК, на яку спираються для порівнянь, — може спотворити картину розвитку виду.

На прикладі сірої лисиці, поширеного дикого хижака Північної Америки, вчені довели, що якщо її ДНК звіряти не з власним геномом, а з геномом собаки чи арктичної лисиці, то популяції здаються меншими, менш різноманітними й такими, що зникають, хоча насправді вони стабільні або навіть зростають.

«Референс, який ви використовуєте, кардинально змінює історію виду», — пояснює керівниця дослідження Джазлін Муні, доцентка кафедри кількісної та обчислювальної біології USC Dornsife. «Неправильний еталон може дати оманливі відповіді про історію чи стан здоров’я виду — і навіть про його шанси на виживання».

Як перевіряли: три геноми, три різні історії

Кожне генетичне дослідження починається з еталонного геному — ДНК однієї особини, до якої потім “прикладають” генетичні послідовності інших. Якщо власного геному немає, науковці часто використовують найближчого родича.

Для лисиць і вовків таким «заступником» десятиліттями був геном домашнього собаки. Проте команда USC вирішила перевірити, наскільки це впливає на результати.

Вони повторно проаналізували ДНК 12 сірих лисиць — по шість зі Сходу та Заходу США — порівнюючи, як дані виглядають при зіставленні з трьома різними еталонами: геномом сірої лисиці, собаки й арктичної лисиці.

Виявилося, що коли дослідження базувалося на власному геномі сірої лисиці, вчені зафіксували на 26–32% більше генетичних відмінностей між особинами та на третину більше рідкісних варіантів ДНК — тих, що показують, як популяції еволюціонують у наш час.

Оцінки чисельності популяцій також були на 30–60% вищими. Для західних штатів США правильний геном показав зростання, тоді як «собачий» і «арктичний» — спад.

Помилка, що змінює рішення з охорони природи

Використання чужого геному спотворювало навіть показники того, як ДНК «перетасовується» під час розмноження. У деяких випадках вони подвоювались або потроювались, що могло створити ілюзію мутацій чи природного відбору.

«Такі неточності можуть вплинути на реальні рішення, — каже Муні. — Якщо вважати популяцію зникаючою, коли вона стабільна, або навпаки — можна помилково спрямувати ресурси охорони природи».

Неправильний еталон також породжував фальшиві сигнали адаптації — ділянки ДНК, що виглядали ніби важливі для виживання, але насправді такими не були.

Вплив на збереження біорізноманіття

Наслідки таких помилок виходять далеко за межі сірої лисиці. Генетичні дані визначають, які популяції захищати, як створювати програми розведення і чи загрожує видам інбридинг.

Якщо база даних неточна, то під загрозою можуть опинитися й інші рідкісні тварини — від ефіопського вовка до африканського дикого собаки чи лисиць Канальних островів біля узбережжя Каліфорнії.

«Збереження біорізноманіття — це не лише порятунок окремих тварин, — наголошує Муні. — Це основа чистої води, продовольчої безпеки й кліматичної стабільності. Якщо плани охорони ґрунтуються на спотворених даних, ми ризикуємо ослабити системи, від яких залежить людство».

Потрібні точніші геномні карти

Автори закликають до інвестицій у створення власних референсних геномів для кожного виду. Зараз близько 99% видів на планеті їх не мають, бо це дорого й технічно складно, однак користь може бути вирішальною.

Для тих видів, де це поки неможливо, вчені пропонують нові обчислювальні методи, що дозволяють зменшити упередження й створювати більш репрезентативні генетичні карти.

«Не кожен вид буде настільки вразливим до помилки, як сіра лисиця, — зазначає Муні. — Але ризики реальні й можуть серйозно збити з курсу».

Дослідження стає попередженням і закликом до дії: неправильний генетичний еталон — це не просто дрібна похибка. Це помилка, яка може перекроїти минуле і майбутнє виду.