В мире науки совершено открытие, которое может перевернуть наши представления о разведении животных в неволе и спасении исчезающих видов. Биологи из Института систематики и экологии животных СО РАН и Новосибирского государственного педагогического университета в ходе многолетнего эксперимента со степными пеструшками (Lagurus lagurus) обнаружили, что положительный эффект от скрещивания разных линий — гетерозис — не только мгновенно улучшает здоровье потомства, но и может передаваться следующему поколению, подобно семейному наследству. Это открытие подчеркивает решающую роль материнского влияния в поддержании жизнеспособности популяций.
Исследование началось еще в 2003 году, но его результаты, сохранившие свою актуальность, были опубликованы только сейчас. Ученые задались вопросом: что происходит с животными, когда они вынуждены скрещиваться с близкими родственниками, и можно ли обратить вспять негативные последствия такого инбридинга? Чтобы ответить на него, они создали две отдельные линии степных пеструшек, основанные на зверьках из разных уголков Новосибирской области. Одни были из лесостепной зоны (линия К), другие — из степной (линия Ч), и внешне они даже отличались: у одних шерсть была короткой и гладкой, а у других — длинной и взъерошенной.
В течение четырех поколений зверьков внутри каждой линии скрещивали братьев с сестрами, моделируя ситуацию, которая часто возникает в маленьких изолированных популяциях в природе или при содержании в питомниках. Результаты не заставили себя ждать: как и ожидалось, инбридинг привел к «инбредной депрессии». Доля пар, давших потомство, резко упала, самки рожали меньше детенышей, а выживаемость потомства значительно снизилась. У самцов уменьшился относительный размер семенников, что указывало на снижение репродуктивной функции. Интересно, что при этом животные в неволе становились даже упитаннее, но это шло им во вред, так как сопровождалось падением плодовитости.
Затем наступил момент истины — гибридизация. Ученые скрестили между собой представителей двух ослабленных инбредных линий. Результат был ошеломляющим! Уже в первом поколении гибридов (hF1) произошел мощный всплеск жизненных сил — тот самый гетерозис. Практически все пары стали давать потомство, размер выводков и выживаемость детенышей выросли, а масса тела молоди при отсадке от родителей превысила даже показатели контрольной группы. Казалось бы, на этом можно было остановиться. Но главное открытие ждало впереди.
Когда ученые скрестили между собой этих уже гибридных, здоровых зверьков первого поколения (hF1), чтобы получить второе поколение (hF2), они ожидали увидеть ослабление эффекта. По законам генетики, гетерозис чаще всего проявляется только в первом поколении. Однако у степных пеструшек все оказалось иначе. Гибриды второго поколения (hF2) не просто не отстали от родителей — по многим параметрам они их превзошли! Они показали наилучшие результаты по массе тела при отсадке, а все без исключения пары hF2 дали потомство.
Объяснение этому уникальному феномену ученые видят в мощном материнском эффекте. Самки-гибриды первого поколения (hF1), сами рожденные от скрещивания двух линий, оказались не только плодовитыми, но и исключительно заботливыми матерями. Они производили больше молока и проявляли большую активность в заботе о потомстве, быстрее возвращая детенышей в гнездо. Таким образом, гибриды второго поколения (hF2) получали двойную выгоду: они наследовали благоприятные гены, а их матерями были уже «гетерозисные» самки, обеспечивавшие им идеальные стартовые условия в жизни. Это похоже на то, как здоровье и забота бабушки и матери напрямую влияют на благополучие внуков и детей.
Это открытие имеет огромное практическое значение. Оно доказывает, что грамотная гибридизация — это не просто разовый инструмент для улучшения характеристик животных, а стратегический подход к сохранению видов. Для программ реинтродукции исчезающих животных в природу особенно важно получить не просто одно сильное поколение, а устойчивую, жизнеспособную линию. Исследование на степных пеструшках показывает, что, правильно комбинируя особи из разных популяций и используя положительный материнский эффект, можно достичь этой цели, создавая животных, которые будут успешно размножаться и процветать даже после возвращения в дикую природу.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник Томского государственного университета. Биология».
Фото: Wiebke Heuser, flickr.com/CC BY 2.0
