Геномное исследование раскрывает скрытые пути распространения дрейссены в Миннесоте

Учёные из Университета Миннесоты выявили пути распространения инвазивного вида — дрейссены (zebra mussel) — по озёрам штата. Исследование указало на неожиданные водоёмы, которые, вероятно, стали источниками вторжений, начавшихся более 15 лет назад.

Дрейссены могут нарушать водные пищевые сети, угрожать аборигенным видам и наносить экономический ущерб, затрагивая сферы отдыха, водоподготовки, гидроэнергетики и другие отрасли. С момента их интродукции через трансатлантические перевозки в Великие озёра в 1980-х годах дрейссены заселили более 1000 озёр в Северной Америке. Их распространение в Миннесоте остаётся быстрым.

Геномный анализ выявляет модели вторжения

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, учёные из Центра геномики Университета Миннесоты (UMGC) и Центра исследований водных инвазивных видов Миннесоты (MAISRC) проанализировали генетические маркеры тысяч дрейссен, собранных по всему штату и прилегающему региону. Используя комбинацию секвенирования ДНК и моделирования сценариев вторжения, исследователи смогли определить вероятные популяции-источники для десятков озёр.

Это первая комплексная карта вторжений дрейссены в Северной Америке, созданная с помощью геномного анализа. Сравнение геномных сигнатур, специфичных для конкретных озёр, позволило реконструировать детальную историю вторжений.

Ключевые выводы и дальнейшие шаги

Исследователи обнаружили, что популяции из Великих озёр, а также рек Верхняя Миссисипи и Сент-Крой были источниками для 87% проанализированных внутренних озёр Миннесоты, заселённых до 2010 года.

После 2010 года распространение в штате резко ускорилось, и другие внутренние озёра Миннесоты, по-видимому, стали источниками для 64,1% озёр, заселённых позднее. Большинство из них находились в трёх богатых озёрами регионах, где распространение продолжает концентрироваться.

Сравнение геномных данных с оценками трафика лодок и рыбаков позволило выявить несколько озёр с низкой посещаемостью, которые, неожиданно, оказались вероятными источниками множественных заражений. Среди известных озёр-"суперраспространителей" (Gull, Prior, Minnetonka и Mille Lacs), отличающихся высокой рекреационной нагрузкой, только Mille Lacs был определён как популяция-источник (для трёх заражённых озёр), несмотря на обширное геномное тестирование в каждом случае.

"Наши результаты показывают, что несколько ранних вторжений дрейссены прослеживаются до Великих озёр, реки Миссисипи и нескольких ранее заражённых озёр, которые позже стали источниками для распространения на соседние водоёмы", — сказал Майкл Маккартни из Инновационной лаборатории UMGC.

Исследователи планируют расширить анализ на более 100 озёр в Миннесоте, заселённых с 2018 года, а также на другие популяции дрейссены в бассейне Верхней Миссисипи. Информация будет доступна общественности через интерактивную геномную базу данных, что позволит менеджерам отслеживать связи между озёрами и адаптировать стратегии профилактики.