Геномное исследование раскрывает историю популяции и локальную адаптацию большой панды

Международная исследовательская группа реконструировала непрерывную демографическую историю большой панды от её происхождения до наших дней. Результаты показали, что, хотя глобальные изменения климата были основным драйвером колебаний численности панд на протяжении миллионов лет, именно деятельность человека, вероятно, лежит в основе недавнего разделения популяций и серьёзного сокращения их численности. Исследование опубликовано в Nature Genetics.

В ходе работы учёные провели полногеномное ресеквенирование 34 диких больших панд. Было установлено, что шесть современных географических популяций можно разделить на три генетические:

  • Циньлинская (QIN)

  • Миньшаньская (MIN)

  • Цюнлай-Дасянлин-Сяосянлин-Ляншаньская (QXL)

Реконструкция демографической истории выявила ключевые эволюционные события: два периода расширения популяции, два "бутылочных горлышка" (резких сокращения) и два разделения популяций.

Эволюционная история под влиянием климата

  • Около 3 млн лет назад панды, вероятно, уже завершили переход к специализированной бамбуковой диете, и появилась карликовая панда. Тёплый и влажный климат способствовал распространению бамбуковых лесов и первому расширению популяции.
  • Около 0.7 млн лет назад численность начала снижаться из-за оледенений, а первое "бутылочное горлышко" произошло примерно 0.3 млн лет назад. В этот период карликовую панду сменил более крупный подвид — бакони панда.
  • После отступления предпоследнего оледенения произошло второе расширение популяции, достигшее пика 30–50 тысяч лет назад.
  • Однако во время последнего ледникового максимума (LGM) суровый климат привёл к потере мест обитания и второму "бутылочному горлышку".

Недавняя история и влияние человека

Более поздняя демографическая история показывает:

  1. Разделение на популяции QIN и non-QIN около 0.3 млн лет назад.
  2. Разделение кластера non-QIN на MIN и QXL примерно 2.8 тысячи лет назад.

После разделения динамика трёх популяций различалась: резкий спад в QIN, незначительный рост в MIN и более заметный рост в QXL.

Локальная адаптация

Исследователи выявили сигналы локальной адаптации. Наибольшая группа отобранных генов была связана с сенсорной системой.

  • Гены Tas2r49 и Tas2r3, связанные с восприятием горького вкуса, находились под направленным отбором между популяциями QIN и non-QIN, но не между MIN и QXL.
  • Адаптации, связанные с обонянием, crucial для размножения и выживания в густом лесу, также различались между популяциями.

Вывод: Колебания численности панд в долгосрочной перспективе были обусловлены глобальными климатическими сдвигами, но недавние антропогенные воздействия, вероятно, вызвали разделение популяций и их серьёзное современное сокращение.

Как отметил Шаньцэнь Чжао из BGI, выявленные генетические популяции и их локальные адаптации являются неоценимым ресурсом для выбора эффективных методов сохранения, таких как транслокация особей или выпуск выращенных в неволе панд.