Коричневая бойга стала одним из самых известных инвазивных видов в мире. Родом из Австралии и южной части Тихого океана, эта змея, вероятно, попала на Гуам после Второй мировой войны, спрятавшись среди грузов на военном самолете.
Последствия оказались разрушительными. Змеи довели многие местные виды лесных птиц до исчезновения на острове, а теперь ежегодно вызывают сотни отключений электричества, забираясь на столбы и оборудование. В некоторых районах Гуама их численность достигает 30 000 особей на квадратную милю.
Ученых давно удивляло, как эта инвазия вообще стала возможной. Считается, что вся популяция могла произойти всего от нескольких змей.
Обычно столь малое число основателей приводит к резкому сокращению генетического разнообразия. Близкородственное скрещивание делает популяцию уязвимее, снижает ее способность приспосабливаться и мешает быстрому росту численности.
Однако новое исследование показало, что генетическое разнообразие коричневых бойг значительно выше, чем предполагалось.
Ученые применили технологию, позволяющую читать длинные непрерывные участки ДНК, и обнаружили в геноме змей более 19 000 крупных структурных различий. В одних местах фрагменты ДНК были продублированы, в других удалены или переставлены.
Особенно много таких изменений нашли в генах, связанных с иммунитетом и обонянием.
Эти скрытые различия могли помочь небольшой группе змей пережить интенсивное близкородственное скрещивание, приспособиться к условиям Гуама и затем резко увеличить численность.
Раньше генетическое разнообразие чаще оценивали по изменениям отдельных «букв» ДНК. Например, когда аденин заменялся гуанином или тимин — цитозином. Старые методы хорошо находили такие мелкие различия, но часто пропускали перестройки крупных участков генома.
Новая технология позволяет увидеть изменения длиной от 50 пар оснований. В совокупности такие структурные различия затрагивают почти в восемь раз большую часть генома, чем замены отдельных генетических «букв».
Один из исследователей сравнил это с двумя книгами. Можно изучать их буква за буквой через увеличительное стекло и решить, что тексты одинаковы, не заметив, что целые абзацы были перенесены, удалены или продублированы.
Особый интерес вызвало разнообразие генов, связанных с обонянием. Коричневые бойги сильно полагаются на запахи во время охоты и передвижения. Высовывая раздвоенный язык, они собирают из воздуха химические сигналы и с их помощью находят добычу.
Эти генетические особенности могут объяснить и одну странность в поведении змей. В естественной среде коричневые бойги поедают других змей, однако на Гуаме почти нет свидетельств того, что они часто охотятся друг на друга.
Ученые предполагают, что развитое обоняние позволяет им распознавать сородичей почти как близких родственников, а не как потенциальную пищу. Это особенно вероятно при высоком уровне близкородственного скрещивания.
Пока исследователи не знают, существовали ли найденные изменения еще до появления змей на Гуаме или часть из них возникла уже после начала инвазии.
Обычно крупные перестройки генома накапливаются в течение многих поколений. Однако некоторые исследования показывают, что резкое сокращение численности популяции может ускорять появление подобных изменений.
Чтобы определить происхождение генетического разнообразия, ученым предстоит сравнить змей с Гуама с коричневыми бойгами из их естественного ареала.
Результаты могут оказаться неприятной новостью для служб, которые десятилетиями пытаются сдерживать распространение змей. Генетическая гибкость способна сделать инвазивный вид устойчивее, чем считалось ранее.
Но это же открытие дает некоторую надежду для исчезающих животных с малочисленными и сильно близкородственными популяциями. Возможно, в их геномах также сохраняются незаметные ранее источники разнообразия, позволяющие приспосабливаться к изменениям окружающей среды.
