После серьезных проблем с браконьерством некоторые органы по охране дикой природы прибегли к удалению рогов носорогов, чтобы устранить причину браконьерства. Оказывается, после серьезного случая браконьерства, эволюция пришла к аналогичному решению.
15-летняя гражданская война в Мозамбике вызвала всплеск браконьерства, в результате которого погибло 90 процентов популяции слонов в национальном парке. После этого в парке были замечены слоны без бивней. Это удивительно, поскольку бивни играют важную роль в добывании пищи и защите слонов от хищников. Теперь исследователи обнаружили, что отсутствие клыков было результатом генетических изменений, и даже определили гены, которые, вероятно, стояли за этим.
Изменение лица
В ходе гражданской войны в Мозамбике популяция слонов в национальном парке Горонгоса сократилась с 2542 до 242. Но оставшаяся популяция содержала значительное количество слонов без клыков. Модели популяции и показателей бесклыковости предполагают, что у животных без них было примерно в пять раз больше шансов выжить, чем у их собратьев с бивнями.
Поразительно, но отсутствие бивня наблюдалось исключительно у самок. Это необычный узор. У мужчин есть только одна копия Х-хромосомы, а у женщин – две. Таким образом, любая рецессивная мутация – та, которая не имеет эффекта, если присутствует нормальная копия гена – с большей вероятностью будет замечена у мужчин, поскольку у них будет только одна копия, и поэтому не может быть нормальной копии. около. Доминантная мутация, эффекты которой наблюдаются даже при наличии нормальной копии гена, может объяснить появление эффекта у женщин. Но тогда мы также ожидаем увидеть это у мужчин.
Решением этой путаницы является сложный образец наследования: мутация, которая вызывает видимые доминантные изменения, а также вызывает летальность рецессивным образом. Итак, доминирующее отсутствие клыков объясняет, почему мы видим самок без клыков. Но рецессивная летальность означает, что вместо этого умирают любые самцы, которые могут развиваться без клыков. (Поскольку самцов с мутацией нет, самка не может получить две копии мутантной Х-хромосомы, поскольку одна Х-хромосома всегда принадлежит их отцам.)
Если вы проконсультируетесь с Менделем, можно предсказать, что вы бы увидели в потомстве, если бы мы смотрели на такого рода наследование. Для матери без бивней половина ее потомства мужского пола унаследует мутацию и умрет. Это означает, что мужчин должно рождаться вдвое меньше, чем женщин. Среди потомков женского пола половина должна унаследовать мутацию и не иметь бивней. Новое исследование подтверждает, что это именно тот образец наследования, который наблюдается у слонов в национальном парке Горонгоса.
Использование эволюции для поиска гена
Подтверждение того, что это происходило как генетическое изменение, предполагает, что слоны без бивней были эволюционной реакцией на браконьерство. Итак, исследователи получили последовательности генома у слонов с клыками и без бивней и просканировали Х-хромосому на предмет областей, которые показали высокий уровень различий между двумя типами слонов. Это привело их к области, содержащей ген под названием амелогенин, который участвует в формировании эмали на зубах у других видов млекопитающих.
У людей удаление этой области генома также вызывает проблемы с формированием зубов и приводит к летальному исходу у мужчин. Смертельность на самом деле связана с геном, который находится рядом с геном, который необходим для образования зубов. Таким образом, два разных эффекта – образование клыков и летальность – на самом деле можно разделить, но часто на оба влияет одна делеция.
Как ни странно, вторая часть Х-хромосомы прошла через этот анализ, но она содержит только остатки гена, который был инактивирован мутациями в далеком прошлом. Причина этого вывода неясна.
Наконец, исследователи также просканировали остальную часть генома на предмет похожих участков и обнаружили область, которая включает ген, участвующий в формировании дентина, части структуры зубов. Учитывая четкий образец наследования, связанный с Х-хромосомой, неясно, насколько это важно для отсутствия клыков. Возможно, это включает или усиливает эффект мутации на X, но на данный момент это невозможно сказать.
За популяцией стоит следить, поскольку она восстанавливается после исчезновения. Как отмечалось выше, слоны используют свои клыки для кормления и защиты, поэтому может произойти полная обратная эволюция эволюционного отбора, который в первую очередь исключил клыки, а обстоятельства теперь благоприятствуют клыкастым животным. Меньшее количество слонов с клыками (и слонов в целом) может вызвать значительные экологические изменения в парке, поскольку считается, что способность животных использовать свои бивни, чтобы повредить деревья, частично отвечает за травянистую саванну, в которой они обитают.
Наука, 2021. DOI: 10.1126 / science.abe7389 (О DOI).
