Невеликий зграя змій проникла на острів і заволоділа ним: як їм це вдалося?

Протягом багатьох років дослідники стикалися з труднощами у розумінні успіху цього вторгнення.

Декілька бурих змій, що живуть на деревах і є об'єктом полювання для певних ссавців, спричинили одне з найкатастрофічніших вторгнень диких тварин на острові Гуам. Тепер науковці мають чіткіше уявлення про те, як це відбулося. Про це повідомляє Daily Galaxy.

Нове дослідження показало, що приховане генетичне різноманіття, можливо, допомогло зміям вижити в умовах інбридингу, адаптуватися до нового середовища проживання та розмножитися по всьому острову.

Захоплюючим є те, що історія бурої деревної змії (Boiga irregularis) є яскравим прикладом того, як інвазивні види здатні трансформувати екосистеми. Ця змія, що має свої корені в Австралії та південних водах Тихого океану, ймовірно, була занесена на Гуам після закінчення Другої світової війни, можливо, заховавшись у вантажних літаках військових.

Після успішного акліматизації, вид почав суттєво впливати на екосистему. Бурі деревні змії призвели до зникнення багатьох видів місцевих лісових птахів і стали відомі своїми випадками, коли викликали відключення електрики, піднімаючись на стовпи та електричне обладнання. У деяких регіонах їхня популяція досягала приблизно 30 000 змій на площі 2,5 квадратних кілометра.

Успіх інвазії протягом багатьох років викликав у дослідників чимало запитань. Вважається, що на Гуамі популяція змій виникла з обмеженої кількості особин, що зазвичай призводить до серйозного генетичного "вузького місця". Через меншу варіативність генів такі популяції часто стикаються з труднощами у процесах адаптації та виживання. Команда вчених з Університету Буффало та Геологічної служби США провела детальне дослідження ДНК змій, щоб з'ясувати, чому ця ситуація є настільки унікальною.

Генетичний код змії розкриває невидимі характеристики.

Вчені використовували секвенування ДНК з довгими зчитуваннями для вивчення великих ділянок геному бурої деревної змії. Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Science Advances, ця технологія допомогла їм виявити генетичні зміни, які часто пропускали старі методи секвенування. Команда виявила понад 19 000 структурних варіантів. Це значні зміни ДНК, під час яких ділянки геному можуть бути скопійовані, видалені або переміщені в інше місце.

Протягом багатьох років вчені, які вивчають генетичне різноманіття, здебільшого зосереджувалися на невеликих змінах ДНК, що зачіпають окремі генетичні літери. Секвенування з довгими зчитуваннями дозволяє побачити набагато більші відмінності, які можуть зачіпати важливі частини геному.

Леві Грей, дослідник, що взяв участь у цьому проекті, зазначив, що традиційні способи аналізу нагадували порівняння двох книг через вивчення окремих символів, при цьому ігноруючи можливість того, що цілі段и могли бути переміщені або повторені.

Відзначається, що ці структурні варіанти, імовірно, стали несподіваним джерелом генетичної різноманітності для популяції цього виду. Це могло посприяти зміям у подоланні труднощів, викликаних обмеженою кількістю предків.

Гени, що сприяли адаптації змій

Дослідження виявили, що численні генетичні варіації зосереджені в генах, які відповідають за імунні реакції та нюх, що дозволяє виявляти аромати. Для бурих деревних змій нюх виступає важливим засобом для виживання. Вони використовують свої роздвоєні язики для збору хімічних сигналів з навколишнього середовища, що сприяє їх здатності знаходити їжу та орієнтуватися у середовищі.

Дослідники також виявили потенційний зв'язок між генами, які відповідають за нюх, і аномальною поведінкою тварин на Гуамі. Хоча бурі деревні змії відомі своєю здатністю харчуватися іншими зміями в своїй природній середовищі, існує небагато свідчень того, що вони регулярно атакують одна одну на цьому острові. Грей пояснив:

"Відмінний нюх змій дозволяє їм розпізнавати інших особин як своїх родичів, а не як потенційну здобич, особливо в тих популяціях, де інбридинг є поширеним явищем."

Тревор Краббенхофт, доктор філософії, доцент кафедри біологічних наук Університету Буффало та провідний автор дослідження, зазначив, що змії, можливо, не мають надзвичайно високого загального генетичного різноманіття. Їхній успіх може бути зумовлений певними типами генетичної мінливості, які вчені раніше не розпізнавали.

Інбредні популяції відкривають нові таємниці.

Значущість отриманих результатів полягає в тому, що вони відкривають нову перспективу на популяції, які пережили серйозні генетичні "вузькі місця". Інвазія коричневої деревної змії демонструє, що навіть мала група-засновниця може володіти достатнім запасом прихованої варіативності для адаптації та розширення.

Результати також можуть надати корисну інформацію для заходів із збереження. Крістофер Осборн, доктор філософії, перший автор дослідження та фахівець з водної біології з Державного університету Нью-Йорка в Освего, сказав:

Можливо, у зникаючих видах гени проявляють більшу адаптивність, ніж ми вважаємо. На сьогоднішній день ми глибше розуміємо недооцінені джерела генетичного різноманіття, які можуть пролити світло на те, як деякі інбредні види все ще здатні реагувати на зміни в навколишньому середовищі.

Дослідникам ще потрібно з'ясувати, коли саме виникли ці структурні варіації. Наразі вони не мають впевненості, чи ці відмінності існували до прибуття змій на Гуам, чи, можливо, деякі з них сформувалися в результаті вторгнення. Для того щоб отримати відповідь, їм слід провести порівняльний аналіз гуамських змій з популяціями, що походять з їхнього рідного ареалу в Австралії та південній частині Тихого океану.

Новини про змій

У Німеччині спостерігається поява нових видів змій, які раніше були характерні лише для південних регіонів Європи. Серед них варто відзначити чотирисмугового полоза — одну з найбільших змій на континенті.

Всього за останні п'ять років у південній Баварії було зафіксовано 15 особин цього виду. Природний ареал чотирисмугового полоза охоплює Італію, Грецію, Болгарію, Словенію та Балкани, тому його поява так далеко на півночі є новим явищем.

Вас можуть також зацікавити ці новини: