Генетическая проверка здоровья лемуров в неволе
Тщательный подбор пар может восстановить генетическое разнообразие исчезающих лемуров в неволе.
Исследование показало, что у детенышей кольцехвостых лемуров, родившихся в Duke Lemur Center, недавно произошло пополнение новым генетическим материалом в ключевых генах, участвующих в иммунном ответе.
Благодаря долгосрочной совместной программе разведения, которая переводит животных между учреждениями для сохранения генетического разнообразия, генетическая вариация в одном регионе была восстановлена до уровней, наблюдаемых в дикой природе.
Эти выводы, опубликованные в журнале Ecology and Evolution, важны для способности будущих поколений бороться с болезнями.
Кольцехвостые лемуры обитают на африканском острове Мадагаскар и больше нигде, кроме зоопарков и других содержащихся в неволе объектов.
Некоторые исследования показывают, что сегодня в дикой природе живет всего около 2500 кольцехвостых лемуров. Потеря среды обитания, охота и незаконная торговля домашними животными сократили их численность по меньшей мере на 50% за последние десятилетия.
Дополнительные 2500 кольцехвостых лемуров живут в зоопарках по всему миру, где эксперты работают над поддержанием их генетического здоровья в неволе.
Исследователи изучили вариацию последовательности ДНК в области главного комплекса гистосовместимости (MHC) — части генома, которая помогает иммунной системе распознавать болезнетворные бактерии, вирусы и паразитов.
Поскольку разные варианты генов MHC распознают разные типы патогенов, большее разнообразие MHC означает, что животные способны отражать более широкий спектр захватчиков.
Исследователи оценили количество вариантов MHC у 121 особи, родившейся в неволе в Duke Lemur Center, а также в зоопарках Индианаполиса и Цинциннати в период с 1980 по 2010 год.
Они также сравнили их с 180 дикими особями из юго-западного Мадагаскара в заповеднике Bezà Mahafaly Special Reserve, где животные регулярно скрещиваются с лемурами из близлежащих лесов.
Неудивительно, что разнообразие MHC в неволе было ниже, чем в дикой природе.
Современные кольцехвостые лемуры в неволе произошли от небольшой группы предков, которые несли лишь небольшую часть общего генетического разнообразия, обнаруженного в большей дикой популяции. С момента их основания поток генов между популяциями в неволе и дикими лемурами был ограничен.
В целом исследователи обнаружили 20 уникальных вариантов MHC в популяции в неволе, что меньше половины количества у их диких собратьев.
Однако усилия по поиску хороших генетических совпадений в десятках учреждений помогли сохранить и даже улучшить оставшееся разнообразие.
Для детенышей, родившихся в Duke Lemur Center, разнообразие генов MHC оставалось низким, но стабильным в течение трех десятилетий с 1980 по 2010 год, а затем значительно увеличилось с 2010 по 2013 год.
Восстановлению способствовал генетический вклад от нескольких переведенных особей.
Американская ассоциация зоопарков и аквариумов (AZA) пытается поддерживать генетически здоровую популяцию, перемещая животных между учреждениями в качестве потенциальных партнеров. Команда экспертов использует компьютерное программное обеспечение, чтобы помочь выбрать лучшие пары для разведения.
В период с 1980 по 2013 год более 1160 кольцехвостых лемуров были переведены между 217 учреждениями только в Северной Америке.
В 2009 году самец по кличке Рэнди был переведен из зоопарка Сент-Луиса в Duke Lemur Center для спаривания с резидентной самкой Спрайт. Эксперты также привезли пару мать-дочь, Шрёдер и Лайзл, из зоопарка Chehaw в Джорджии, в качестве потенциальных партнерш для резидентного самца по имени Аракус.
«Они увидели немедленное улучшение разнообразия родившихся детенышей», — сказала ведущий автор Кэтлин Гроган, проводившая исследование во время работы над докторской диссертацией под руководством соавтора Кристин Дреа в Университете Дьюка.
Гроган и коллеги теперь изучают, помогает ли разнообразие генов MHC животным жить дольше или производить больше потомства, как это было показано для других видов.
«Эти лемуры не только служат гарантией от вымирания их малагасийских собратьев, но и поддержание как можно большего количества вариаций генов важно для сохранения здоровья как отдельных лемуров, так и популяции для любых будущих проблем, с которыми она может столкнуться», — сказала координатор Плана выживания видов AZA Джина Ферри, популяционный биолог в Disney's Animal Kingdom.
Сохранение генетического разнообразия в популяциях в неволе на протяжении нескольких поколений является сложной задачей из-за их небольшого размера и относительной изоляции, но тщательное разведение может остановить потерю, сказала Гроган, ныне постдокторант Университета Пенсильвании.