Восточная массасауга (Sistrurus catenatus) является единственным видом гремучих змей, обитающим в штате Мичиган, и одним из двух видов, встречающихся в регионе Великих озер. Эти змеи, известные своим робким нравом, предпочитают водно-болотные угодья и редко удаляются от места своего рождения. Они играют роль ключевого вида в пищевых сетях Среднего Запада, контролируя популяции мышей и крыс. Исчезновение массасауги нарушит весь экологический баланс региона.
Основной угрозой для вида стало фрагментирование его среды обитания из-за человеческой деятельности. Фермы, здания и особенно дороги создают непреодолимые барьеры для змей. Исследования показывают, что даже одна дорога способна полностью изолировать популяции друг от друга. В результате животные становятся более «домоседливыми», что резко сокращает их возможности найти партнера для спаривания из отдаленных, неродственных групп.
Это приводит к инбридингу — скрещиванию близкородственных особей. Прямым следствием этого процесса является инбредная депрессия, при которой жизнеспособность потомства, его способность к выживанию и размножению, значительно снижается. Это генетическое вырождение ставит под угрозу будущее всего вида.
Для количественной оценки этой угрозы было проведено 15-летнее исследование, полевые работы которого велись каждое лето с 2009 года. Результаты были опубликованы 18 августа в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Проект стал результатом сотрудничества Мичиганского государственного университета, Государственного университета Гранд-Вэлли, Университета Западной Вирджинии и Ассоциации зоопарков и аквариумов.
В ходе исследования, одним из соавторов которого выступила биолог-природоохранник Сара Фицпатрик из Мичиганского государственного университета, ученые отлавливали змей с помощью специальных щипцов. У каждой особи измеряли длину, вес и определяли наличие беременности. У змей брали кровь для извлечения ДНК и секвенирования генома. Эти данные позволили реконструировать родословные более 1000 особей и точно определить степень их родства.
Перед тем как выпустить змей обратно в природу, каждой из них имплантировали PIT-метку, аналог микрочипа для домашних животных. Это позволило отслеживать показатели выживаемости, фиксируя, были ли змеи повторно пойманы в последующие годы.
Результаты исследования оказались тревожными. Змеи с самым высоким уровнем инбридинга на 13% реже имели выжившее потомство по сравнению с особями с более разнообразным генофондом. Кроме того, годовой показатель выживаемости для наиболее инбредных змей был почти на 12% ниже. Эти высокие цифры удивили самих исследователей, включая соавтора работы Миган Кларк.
Особую озабоченность вызывает тот факт, что проблемы, связанные с инбридингом, были обнаружены даже в относительно крупных и стабильных популяциях. Это означает, что более мелкие и фрагментированные группы змей в других местах находятся в еще большей опасности.
Полученные данные призваны стать основой для разработки конкретных мер по сохранению вида. Главная цель — восстановить связи между изолированными популяциями для обогащения генофонда. Среди предлагаемых решений — строительство подземных переходов под дорогами для безопасного передвижения змей, восстановление водно-болотных угодий и программы «генетического спасения», в рамках которых особей будут целенаправленно перемещать в новые места обитания для скрещивания с неродственными популяциями.
Изображение носит иллюстративный характер
Основной угрозой для вида стало фрагментирование его среды обитания из-за человеческой деятельности. Фермы, здания и особенно дороги создают непреодолимые барьеры для змей. Исследования показывают, что даже одна дорога способна полностью изолировать популяции друг от друга. В результате животные становятся более «домоседливыми», что резко сокращает их возможности найти партнера для спаривания из отдаленных, неродственных групп.
Это приводит к инбридингу — скрещиванию близкородственных особей. Прямым следствием этого процесса является инбредная депрессия, при которой жизнеспособность потомства, его способность к выживанию и размножению, значительно снижается. Это генетическое вырождение ставит под угрозу будущее всего вида.
Для количественной оценки этой угрозы было проведено 15-летнее исследование, полевые работы которого велись каждое лето с 2009 года. Результаты были опубликованы 18 августа в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Проект стал результатом сотрудничества Мичиганского государственного университета, Государственного университета Гранд-Вэлли, Университета Западной Вирджинии и Ассоциации зоопарков и аквариумов.
В ходе исследования, одним из соавторов которого выступила биолог-природоохранник Сара Фицпатрик из Мичиганского государственного университета, ученые отлавливали змей с помощью специальных щипцов. У каждой особи измеряли длину, вес и определяли наличие беременности. У змей брали кровь для извлечения ДНК и секвенирования генома. Эти данные позволили реконструировать родословные более 1000 особей и точно определить степень их родства.
Перед тем как выпустить змей обратно в природу, каждой из них имплантировали PIT-метку, аналог микрочипа для домашних животных. Это позволило отслеживать показатели выживаемости, фиксируя, были ли змеи повторно пойманы в последующие годы.
Результаты исследования оказались тревожными. Змеи с самым высоким уровнем инбридинга на 13% реже имели выжившее потомство по сравнению с особями с более разнообразным генофондом. Кроме того, годовой показатель выживаемости для наиболее инбредных змей был почти на 12% ниже. Эти высокие цифры удивили самих исследователей, включая соавтора работы Миган Кларк.
Особую озабоченность вызывает тот факт, что проблемы, связанные с инбридингом, были обнаружены даже в относительно крупных и стабильных популяциях. Это означает, что более мелкие и фрагментированные группы змей в других местах находятся в еще большей опасности.
Полученные данные призваны стать основой для разработки конкретных мер по сохранению вида. Главная цель — восстановить связи между изолированными популяциями для обогащения генофонда. Среди предлагаемых решений — строительство подземных переходов под дорогами для безопасного передвижения змей, восстановление водно-болотных угодий и программы «генетического спасения», в рамках которых особей будут целенаправленно перемещать в новые места обитания для скрещивания с неродственными популяциями.
