Домашние куры загрязнили генофонд диких

Ученые выяснили, что в течение последних ста с небольшим лет домашние куры активно скрещивались со своими дикими предками — банкивскими петухами. В результате генофонд последних оказался сильно загрязнен аллелями одомашненных особей и в целом обеднел. Если на юге ареала еще можно найти по большей части генетически чистых банкивских петухов, то на севере все они несут значительную примесь генов, полученных от домашних кур. Как отмечается в статье для журнала PLoS Genetics, потеря генетического разнообразия может угрожать будущему вида.

Домашние животные нередко сбегают на волю и спариваются с дикими представителями предковых или просто родственных видов. В результате их гены проникают в дикие популяции. Именно так североамериканские волки (Canis lupus) после единственного скрещивания с собаками коренных американцев 1598-7248 лет назад получили мутацию, которая отвечает за черную окраску и устойчивость к чуме плотоядных.

Впрочем, в большинстве случаев приток генов домашних животных только вредит их диким сородичам. Например, гибридные лососи — потомки сбежавших с ферм генетически модифицированных атлантических лососей (Salmo salar) и дикой кумжи (S. trutta) — растут лучше обычной кумжи и вытесняют ее из ручьев. А гибридизация с домашними кошками (F. (silvestris) catus) угрожает генетическому разнообразию европейских лесных (F. (s.) silvestris) и китайских горных кошек (F. (s.) bieti).

Команда орнитологов под руководством Фрэнка Рейндта (Frank E. Rheindt) из Сингапурского национального университета описала еще пример гибридизации домашних животных с их дикими предками. В центре внимания исследователей оказались домашние куры и их предки — дикие банкивские петухи (Gallus gallus), населяющие леса Юго-Восточной Азии. По одной из версий, люди одомашнили банкивских петухов подвида G. g. spadiceus на юго-западе Китая около девяти с половиной тысяч лет назад. Впрочем, древнейшие останки домашних кур, которые были обнаружены в Таиланде, намного моложе: они датируются 1650–1250 годами до нашей эры.

Независимо от того, когда и где люди приручили кур, сегодня этих птиц содержат по всему миру. Встречаются они и в пределах ареала диких банкивских петухов. Здесь домашние куры время от времени скрещиваются с дикими предками и дают гибридное потомство, причем поток генов обычно направлен от первых ко вторым. На протяжении тысячелетий такие скрещивания были относительно редкими, поскольку банкивские куры жили в лесах вдали от человека и в относительной изоляции от домашних кур. Однако в XX–XXI веках поселения людей в Юго-Восточной Азии сильно разрослись, а площадь природных экосистем, напротив, сократилась, что повысило вероятность контактов между банкивскими петухами и домашними курами.

Рейндт и его соавторы решили проверить, как это сказалось на генофонде банкивских петухов. Для этого они проанализировали геномы 51 домашней курицы и 63 банкивских петухов, причем последние были представлены в основном особями начала прошлого века. Авторы позаботились, чтобы в выборке были представлены все пять диких подвидов банкивских петухов.

Генетический анализ подтвердил глубокую дивергенцию между домашними курами и их дикими предками, причем последние генетически намного менее разнообразны — вероятно, потому, что их предки прошли через бутылочное горлышко на ранних стадиях приручения. Однако, как и ожидали авторы, за последние сто с небольшим лет приток домашних генов в дикую популяцию заметно усилился. Сравнив современных банкивских петухов подвида G. g. spadiceus с их предками начала XX века, исследователи выявили у первых значительно больше аллелей, характерных для домашних кур. Кроме того, в нынешних популяциях данного подвида резко снизились гетерозиготность и аллельное разнообразие.

По оценкам авторов, в южной части ареала G. g. spadiceus, например, в Сингапуре, все еще обитают сравнительно генетически чистые особи, которые мало отличаются от своих сородичей столетней давности. Примесь домашних генов у них составляет около двадцати процентов. Однако по мере движения на север ареала в генофонде банкивских петухов данного подвида увеличивается число аллелей, полученных от домашних кур. У большинства особей из Индии, Китая и Таиланда их доля достигает половины.

В ходе дополнительного анализа Рейндт с коллегами выявили восемь генов, которые находятся под влиянием отбора у домашних кур и отличают их от диких предков. Эти гены отвечают за зрение (CERKL), размножение (CFAP97, MUS81), метаболизм (C2CD5), работу нервной системы (CAPS2) и индивидуальное развитие (DYNC2H1, SLTM, GPATCH8). У большинства современных банкивских петухов эти гены оказались представлены аллелями, полученными для домашних особей. Например, у 80 процентов современных банкивских петухов была выявлена домашняя аллель гена CFAP97, а для гена C2CD5 эта цифра составила 60 процентов. Лишь характерная для домашних кур аллель гена CERKL распространилась довольно слабо: ее обнаружили у 20 процентов диких особей.

Результаты исследования подтверждают, что генофонд современных банкивских петухов сильно загрязнен генами домашних кур и поэтому обеднен. Масштабное проникновение домашних аллелей в дикие популяции произошло в течение последних ста с небольшим лет, когда большие площади лесов Юго-Восточной Азии уступили место сельскохозяйственным землям. В теории некоторые гены домашних кур могут принести пользу их диким предкам. Однако общее снижение генетического разнообразия у банкивских петухов сокращает их шансы приспособиться к меняющемуся миру. Кроме того, оно лишает селекционеров возможности находить в диких популяциях генетические варианты, полезные для домашних кур и осложняет работу ученых, которые исследуют процесс одомашнивания данного вида.

Ранее мы рассказывали о том, как израильские ученые создали линию генно-модифицированных куриц, которые производят на свет только самок. Чтобы добиться такого эффекта, в одну из куриных половых хромосом внесли несколько новых генов. Их продукты под действием синего света запускают в клетках программу апоптоза. Таким образом, если посветить на эмбрионы синими лучами, то умирают только носители этой хромосомы — то есть самцы. Потомство получается только женского пола — и это можно использовать на производстве, где все равно больше востребованы курицы-несушки, а только что вылупившихся петушков приходится убивать.