Группа животных, отделенных от своего рода милями дорог, полей для выращивания сельскохозяйственных культур и других человеческих разработок, с таким же успехом могли бы жить на изолированном острове посреди океана. Отрезанная от соседей, эта популяция животных больше не будет смешиваться с другими. Если изолированная группа мала, это может привести к тому, что называется генетическим узким местом или уменьшенным количеством генетической изменчивости. В трудные времена или меняющиеся обстоятельства - изменение климата, стихийные бедствия, усиление охотничьего давления - отсутствие генетического разнообразия может снизить способность населения адаптироваться к внешним воздействиям. Поэтому исследователи, работающие с вымирающими видами, обеспокоены не только увеличением численности этих животных, но и обеспечением того, чтобы их популяции поддерживали здоровую дозу генетического разнообразия.
Исследователи опасаются, что тигры подвергаются опасным генетическим узким местам. Сегодня эти харизматичные кошачьи занимают только семь процентов своего исторического ареала, и вид делится на 76 отдельных групп по всему их ареалу. Лесные участки многих из этих групп связаны между собой тонкими коридорами деревьев, но вопрос о том, действительно ли тигры используют эти коридоры для перемещения от участка к участку и взаимодействуют друг с другом, был вопросом, требующим ответа.
«В частности, для тигров нет опубликованной информации о генном потоке на ландшафтном уровне, а это означает, что мы недостаточно знаем о том, как связь мест обитания может влиять на генетическое разнообразие и устойчивость популяции в контексте метапопуляции», - пишет международная команда исследователей во главе со Смитсоновским институтом Институт биологии, в журнале Известия Королевского общества B.
Команда решила сосредоточиться на одной фрагментированной популяции тигра в центральной Индии, чтобы попытаться выяснить, как тигры смешиваются или не смешиваются, используя лесные коридоры. Хотя когда-то тигры бродили по джунглям, покрывающим этот карман мира, теперь они существуют в четырех изолированных группах, которые составляют 17 процентов от общей численности тигра в Индии.
Команда сосредоточилась на пяти заповедниках тигров (два из которых напрямую связаны) в центральной Индии. Они обследовали около 9 000 миль лесов и троп, в том числе в заповедниках и в лесных коридорах, связывающих заповедники. Они собрали все, что обнаружили тигры, в том числе фекалии, волосы и когти.
Из примерно 1500 собранных образцов исследователи выделили микросателлитные маркеры - короткие повторяющиеся паттерны в ДНК, которые можно проследить до отдельного животного или популяции животных. Используя эти генетические ключи, команда выявлено 273 отдельных тигра. Количественная оценка степени генетической изменчивости между пробами, обнаруженными в заповедниках, позволила ученым оценить текущий скорость потока генов между различными популяциями. Затем, используя математическую модель, которая пытается отследить популяцию до самого последнего общего предка, они мог бы определить скорость, с которой тигры перемещались через Индию в течение последних 10 000 лет.
Карты района исследования, около 1700 (вверху слева) и 2000 (внизу слева). Карты показывают драматические изменения ландшафта, которые произошли за это 300-летнее окно, уменьшив место обитания тигра до нескольких изолированных участков и коридоров. Запасы тигров указаны в правом верхнем углу - на этой карте красным обозначено местоположение отдельных тигров, указанных в заповедниках. (Фото Шарма и др., Труды Королевского общества B) Они обнаружили, что тигры продолжают спариваться и обмениваться генами с генами из разных заповедников, хотя некоторые из охраняемых районов разделены От 70 до 230 миль. Чем лучше поддерживается лесной коридор, тем выше скорость потока генов между популяциями.
Не удивительно, однако, что уровень потока генов был значительно выше в прошлом. Между популяциями с наиболее деградировавшими лесными коридорами скорость потока генов снизилась до 70 процентов по сравнению с историческими уровнями. Эта расчлененность населения началась еще 1000 лет назад, подсчитали авторы, но она действительно набрала обороты в 18-м и 19-м веках, когда развитие, сельское хозяйство и лесозаготовки в регионе усилились под британским правлением. На этот раз также отмечен период повышенного охотничьего давления на тигров.
Итак, хорошая новость заключается в том, что некоторым тиграм все еще удается найти друг друга даже в неоднородном, фрагментированном ландшафте. Но плохая новость заключается в том, что эти встречи встречаются гораздо реже, чем в прошлом, особенно в тех местах, где отсутствуют четко определенные лесные коридоры. Тем не менее, авторы в целом с оптимизмом смотрят на свои результаты, отмечая: «Генетическое разнообразие тигров в Индии оставалось высоким даже после недавнего (примерно 150 лет) 10-кратного снижения эффективного размера популяции».
Однако поддержание потока генов требует поддержания лесных запасов и коридоров, что не гарантируется в будущем. Авторы пишут, что фрагментация и разделение популяции тигров все еще продолжается. Результаты команды «не должны умалять важности поддержания и сохранения коридоров для будущего сохранения этой метапопуляции». Другими словами, хотя замечательно, что некоторым тиграм все еще удается скрещиваться между популяциями, управляющие дикой природой не должны принимать это в знак подняться на ноги. Команда заключает:
Мы представили убедительные доказательства того, что эти коридоры эффективны и функциональны в поддержании потока генов. Эти коридоры играют важную роль в поддержании генетической изменчивости и устойчивости тигров в этом ландшафте. Восстановление нарушенных коридоров и поддержание существующих политически чувствительным и логически осуществимым способом является большой проблемой для биологов и политиков, занимающихся вопросами сохранения.
