Домовые воробьи помогают сохранить исчезающие виды: Математическая основа для геномного предсказания

Исследователи разрабатывают новый математический подход, чтобы понять, почему одни дикие виды со временем адаптируются лучше других в меняющейся среде. Это может приблизить нас к пониманию утраты биологического разнообразия.

Почему домовые воробьи?

Небольшие изолированные островные популяции домовых воробьев в районе Хельгеланда на севере Норвегии — идеальный объект для исследования. Биологи могут отслеживать почти каждую особь от рождения до смерти. Учёные из NTNU собирают данные об этих птицах более 30 лет, создав уникальную долгосрочную базу данных.

"То, что мы узнаем, применимо ко многим другим видам", — говорит исследователь Кеннет Аас.

Геномное предсказание как инструмент

Работа сосредоточена на методе геномного предсказания (GP). Это статистический метод, определяющий, как гены особи влияют на её измеряемый признак (например, вес тела, рост, предрасположенность к болезням). Метод широко используется в селекции растений и животных, но редко — в исследованиях диких популяций.

Имея генетические данные, исследователи могут связать сотни тысяч генетических маркеров с измерениями признака в "тренировочной группе". Модель позволяет предсказать признак у другой особи, если у неё измерены те же генетические маркеры.

Проверка на разных популяциях

Учёные проверили, насколько точны предсказания, если тренировочная группа и целевые особи принадлежат к разным популяциям воробьёв с разных островов Хельгеланда.

Результат: Предсказания между разными популяциями работают хуже, чем внутри одной популяции. Это первое подобное подтверждение для диких популяций.

Сложности работы с дикой природой

GP был разработан для домашних животных с полными генетическими данными. В диких популяциях данные часто неполные, а условия неконтролируемы. Уникальность данных по воробьям Хельгеланда в их почти полной комплектности, собранной за десятилетия полевых и лабораторных работ.

Против "шестого массового вымирания"

Из-за изменения климата и антропогенного давления дикие популяции нуждаются в защите. GP может стать важным инструментом для природоохранной биологии.

"GP может рассказать нам о жизнеспособности особей в данных условиях среды. Таким образом, его можно использовать для реинтродукции или укрепления популяций", — отмечает Аас.

Изучение воробьёв помогает сохранить другие виды, находящиеся под угрозой исчезновения. Чтобы остановить "шестое массовое вымирание", необходимы как хорошие аналитические инструменты, так и фундаментальные знания об эволюции в природе.

От воробьёв к северным оленям

В рамках проекта GPWILD метод будет применён и к другим видам: северным оленям Шпицбергена, шотландским оленям, песцам и нескольким видам птиц. Текущая работа Ааса сосредоточена на том, как с помощью GP исследовать влияние генетических процессов на приспособленность домового воробья.