Badania genomu dają nadzieję dla zagrożonego bociana orientalnego

Nowe badanie genomu zagrożonego bociana orientalnego ujawnia, że ​​zdrowie genetyczne populacji jest w dalszym ciągu zaskakująco dobre, charakteryzujące się dużą różnorodnością genetyczną i niskim poziomem chowu wsobnego. Jest to rzadkie zjawisko w populacjach większości zagrożonych gatunków, co utrudnia ratowanie tych gatunków przed wyginięciem.

Zatem pomimo powodowanego przez człowieka spadku liczebności bociana wschodniego, wyniki nowego badania dają nadzieję na długoterminowe przetrwanie gatunku, a także jasny kierunek ratowania tego wspaniałego ptaka. Należy podjąć zdecydowane działania w celu ochrony jego siedlisk, zwłaszcza na całej trasie migracyjnej.

Praca pojawia się W GigaNauka.

W ostatnim stuleciu dzika populacja bociana wschodniego (Ciconia boyciana) gwałtownie spadła. Zmiana klimatu, pożary lasów, łowiectwo oraz rozwój rolnictwa, przemysłu i innej działalności człowieka zagrażają gatunkowi, który znajduje się na liście zagrożonych przez Światową Unię Ochrony Przyrody.

W badaniu naukowcy zebrali informacje genomiczne na temat bociana orientalnego i porównali wyniki z wynikami innych ptaków wędrownych i niemigrujących. Praca pomoże ocenić stan genetyczny kurczącej się populacji, a także daje wgląd w geny, które mogą być powiązane z oszałamiającymi zachowaniami bociana orientalnego w nawigacji na długich dystansach: ten duży ptak brodzący na terenach podmokłych rozmnaża się na rosyjskim Dalekim Wschodzie i w północno-wschodnich Chinach, a jesienią migruje do zatoki Bohai i jeziora Poyang w dolnym biegu rzeki Jangcy, aby zimować.

Pod kierunkiem zespołu badawczego z Northeast Forestry University (Chiny) wraz ze współpracownikami z Harbinu, Shenyang, Uniwersytetu Zhejiang i Mongolii Wewnętrznej naukowcy najpierw zebrali wysokiej jakości genom referencyjny bociana wschodniego i zsekwencjonowali genomy 29 dzikich bocianów wschodnich i 15 osób w niewoli. Ponadto zebrali także dane dotyczące sekwencjonowania całego genomu od jednego osobnika trzymanego w niewoli w Japonii i Stanach Zjednoczonych do analizy porównawczej.

Doktor Tianming Lan, jeden z naukowców biorących udział w badaniu, wyjaśnia, dlaczego jest tak zafascynowany tym gatunkiem: „Bocian orientalny to jeden z najbardziej eleganckich ptaków, jakie kiedykolwiek widziałem, zarówno w locie, jak i na ziemi, a to ptak ma wiele fascynujących cech, w tym migrację na duże odległości i komunikację poprzez trzaskanie dziobami. Jednak ten piękny ptak jest gatunkiem zagrożonym, co zainspirowało nas do przeprowadzenia tego badania genomicznego dotyczącego ochrony przyrody”.

Dane genomiczne pokazują, że chociaż liczba bocianów orientalnych znacznie spadła w ostatnim stuleciu, różnorodność genetyczna populacji dzikich i żyjących w niewoli jest nadal wysoka, a poziom chowu wsobnego jest niski. Jest to sprzeczne z sytuacją w przypadku wielu innych krytycznie zagrożonych populacji, w których często obserwuje się niską różnorodność genetyczną i częste chów wsobny. Może to sygnalizować nieuchronną zagładę gatunku, ponieważ utrata różnorodności i chów wsobny mogą nasilić zaburzenia genetyczne oraz zmniejszyć odporność i ogólny stan zdrowia, czyniąc i tak już kurczące się populacje jeszcze bardziej podatnymi na wyginięcie.

Perspektywy dla bociana orientalnego są lepsze, przynajmniej z genetycznego punktu widzenia. Odkrycia wskazują, że dzika populacja, przy odpowiednich interwencjach ochronnych, może mieć duży potencjał odmłodzenia genetycznego. Dlatego doktor Lan jest dość optymistyczny.

„Wraz ze zmniejszeniem ingerencji człowieka oraz szkód w ich siedliskach i szlakach migracyjnych spodziewamy się szybkiej odbudowy populacji” – mówi.

Autorzy spekulują, że migracyjny tryb życia może pomóc w utrzymaniu wysokiego poziomu różnorodności genetycznej w całej populacji w porównaniu z innymi zagrożonymi gatunkami, które są izolowane geograficznie.

Aby lepiej zrozumieć zachowania migracyjne bociana orientalnego, autorzy przeszukali także genomy pod kątem sygnałów genów, które mogły być preferowane przez dobór naturalny w związku z ich migracją na duże odległości.

„Zachowania to na ogół złożone cechy biologiczne, które są zwykle regulowane przez wiele genów i szlaków” – mówi dr Lan – „a szybki rozwój sekwencjonowania i odpowiednich metod bioinformatycznych pozwala nam skupić się na grupie genów, które mogą być odpowiedzialne za jego zachowania migracyjne.”

Aby lepiej zrozumieć zachowania migracyjne, naukowcy porównali także genomy gatunków ptaków niemigrujących i innych ptaków wędrownych.

Wiadomo na przykład, że migrująca na duże odległości populacja sokołów wędrownych została poddana selekcji na podstawie określonego wariantu genu zwanego ADCY8, który z kolei reguluje geny związane z pamięcią. W nowym badaniu genomów bociana orientalnego autorzy również odkryli, że ADCY8 znalazł się wśród genów podlegających presji selekcyjnej, co dodatkowo wskazuje na kluczową rolę tego genu w ewolucji migracji na duże odległości.

„Chociaż wyniki tego badania mogą w dalszym ciągu ograniczać się do pełnego wyjaśnienia zachowań migracyjnych, wierzymy, że rozwój genomiki będzie w dalszym ciągu ułatwiał dogłębną eksplorację tej cechy behawioralnej” – podsumowuje dr Lan.

Miejmy nadzieję, że praca tutaj przyniesie odnowione cele wraz ze szczegółowymi wytycznymi dotyczącymi ratowania bociana orientalnego poprzez ograniczenie wpływu człowieka na jego siedliska, szczególnie na jego trasie migracyjnej, gdzie gatunek ten jest poddawany największej presji przetrwania.