Геном амурского леопарда рассказал об опасности мясоедения

Анализ полного генома дальневосточного (амурского) леопарда показал, что строгая мясная диета накладывает ограничения на эволюционную пластичность этого вида. Исследование, выполненное международной группой ученых, опубликовано в журнале Genome Biology.

Авторы собрали референсный геном леопарда (Panthera pardus) на основе полногеномного секвенирования ДНК, полученной из образца амурского леопарда (Panthera pardus orientalis) из зоопарка в Корее. Также в анализ включили данные полногеномного секвенирования двух диких леопардов из Кореи и Дальнего Востока России и 18 геномов других млекопитающих, включая 8 хищных (домашняя кошка, тигр, гепард, лев, леопард, белый медведь, косатка и тасманийский дьявол), 5 всеядных (человек, мышь, собака, свинья и опоссум) и 5 растительноядных (большая панда, корова, лошадь, кролик и слон).

Сравнение всех этих геномов показало, что у хищных животных есть много генетических признаков, свидетельствующих об их адаптивной конвергенции. У всеядных и растительноядных животных было обнаружено меньше общих адаптивных признаков, что указывает на то, что хищные животные в процессе своей эволюции подвергались сильному давлению отбора.

Гены хищных животных, демонстрирующие признаки строго отбора, включают гены, связанные со строгой мясной диетой и образом жизни высших хищников (то есть хищников, находящихся на верхней ступени пищевой цепи). Так, у хищных животных увеличено количество и разнообразие генов, связанных с развитием и работой мышц, двигательной активностью, ростом и заживлением костей и метаболизмом липидов (которые они в большом количестве получают из мяса). При этом у хищных животных, напротив, понижено количество и разнообразие генов, связанных с метаболизмом крахмала и сахарозы (эти гены почти не нужны хищникам, питающимся мясом). Также у хищников, в отличие от растительноядных и всеядных животных, мало генов, отвечающих за детоксикацию, поскольку им почти не нужна защита от растительных токсинов.

Также анализ показал пониженное генетическое разнообразие в семействе кошачьих, ассоциированное с уменьшением размеров их популяций. Самое низкое генетическое разнообразие было показано для дальневосточного леопарда, гепарда и льва: у этих видов особенно высок уровень изоляции популяций и инбридинга. У бенгальских кошек уровень генетического разнообразия оказался немного выше, но все равно остался очень низким. Такие низкие показатели для кошачьих в целом могут быть связаны со строгим, негибким характером их диеты: как отметил один из авторов исследования, коровы могут есть мясо без особого риска для жизни, но если леопарды попытаются питаться травой, они быстро вымрут, поскольку эволюционно приспособлены только к мясной диете.

Из 37 видов семейства кошачьих (Felidae) вымирание не грозит только одному виду: домашней кошке. Дальневосточный леопард, живущий на Дальнем Востоке на границе России, Китаи и Кореи, является самой редкой большой кошкой на Земле и находится на грани вымирания: в России осталось, по разным данным, от 60 до 70 леопардов.

Софья Долтовская