Что африканские тростниковые лягушки говорят нам о сохранении видов
Даже внутри одного вида животные по-разному реагируют на изменения окружающей среды. Новое исследование тростниковых лягушек в Восточной Африке показывает, что понимание этих различий может быть ключом к защите дикой природы.
Чтобы лучше это понять, международная группа исследователей изучила два вида африканских тростниковых лягушек рода Hyperolius. Эти близкородственные амфибии обитают в Танзании, Кении и Малави. Их среда обитания находится под угрозой из-за изменения климата, вырубки лесов и расширения сельского хозяйства.
Используя передовые технологии, исследователи изучили геномы различных популяций лягушек и использовали эти данные, чтобы спрогнозировать, как те могут быть затронуты при различных сценариях изменения окружающей среды. Результаты опубликованы в журнале Evolutionary Applications.
«Используя генетические данные, мы можем предсказать, о каких популяциях этих лягушек нам следует беспокоиться больше всего», — объясняет соавтор исследования доктор Саймон Лоудер. «Некоторые популяции, вероятно, смогут адаптироваться к прогнозируемым изменениям, но другие станут гораздо более изолированными. Затем мы можем использовать эту информацию, чтобы определить наиболее эффективную стратегию сохранения для конкретной популяции».
Что гены говорят о популяции?
Изучая ДНК, учёные обнаружили, что разные популяции лягушек, вероятно, обладают характеристиками, лучше подходящими для их окружения. То, что помогает выжить в одном районе, может не сработать в нескольких сотнях километров.
- Генетическое разнообразие: Популяции с высоким генетическим разнообразием более устойчивы к изменениям среды, так как вариации в генах позволяют им эффективнее адаптироваться. Маленькие изолированные популяции часто имеют низкое генетическое разнообразие из-за инбридинга, что снижает их способность к адаптации.
- Генетический сдвиг (genetic offset): Показывает, насколько генетический состав популяции соответствует будущим условиям. Высокий сдвиг означает, что гены могут не подходить для будущих условий, и популяция будет бороться за выживание. Низкий сдвиг означает, что гены уже близки к необходимым, и популяция, вероятно, будет более устойчивой.
Разные стратегии для разных популяций
К концу века большая часть среды обитания лягушек может исчезнуть. Генетические образцы выявили три основные группы и разные стратегии их сохранения:
Центральная и южная Танзания: Высокое генетическое разнообразие и низкий генетический сдвиг. Вероятно, устойчивы к прогнозируемым изменениям. Стратегия: Эти популяции могут служить генетическими резервуарами. Необходимо защищать лесные коридоры для потока генов в регионе.
Кения: Генетически уникальна. Низкое генетическое разнообразие и сдвиг, что делает её уязвимой. Стратегия: Не смешивать с танзанийскими лягушками, чтобы гибриды не снизили разнообразие и не повлияли на местную адаптацию к влажному климату. Ключевое — защита их лесной среды обитания.
Малави: Очень низкий генетический сдвиг (адаптация к экстремальным температурам), но самое низкое генетическое разнообразие и географическая изоляция. Стратегия: Создание и улучшение мест обитания для помощи в установлении новых популяций, а также соединение сред обитания с другими, не изученными в этой работе, популяциями.
«Тростниковые лягушки — хорошая модель для подхода к сохранению видов, — говорит Саймон Лоудер. — Амфибии особенно чувствительны к изменениям среды и являются хорошими видами-индикаторами. Если у вас есть ДНК популяции, а также данные о текущих и будущих условиях, вы можете многое понять об их потребностях и использовать это для планирования мер охраны».