Характерная форма тела и вариации окраски шерсти уже давно сделали жирафов символом эволюционной биологии, пишет Лаура Бертола, постдокторант Копенгагенского и Лейденского университетов. Эти животные являются хрестоматийным примером того, как виды адаптируются к окружающей среде и выживают в суровых условиях. Однако, несмотря на широкую известность жирафов, ученые и защитники природы по-прежнему пытаются разобраться в их эволюционной истории. Источник: The Conversation.
Жирафы встречаются на большей части африканской саванны к югу от Сахары. Их осталось менее 70 000, тогда как в 1980-х общее поголовье составляло порядка 150 000. На фоне сокращения численности жирафов понимание их разнообразия стало более актуальным, поскольку необходимы дополнительные усилия по сохранению этого разнообразия для будущего.
Однако ученые до сих пор не могут разобраться, как разные популяции жирафов связаны друг с другом и сколько видов у них имеется. Международный союз охраны природы (IUCN) в настоящее время признает жирафов одним видом. Между тем научные исследования предполагают существование двух, трех, четырех или даже шести видов жирафов.
Дебаты вокруг их таксономии, относящейся к классификации видов, могут показаться чисто научным упражнением. Но зачастую именно таксономия направляет усилия по сохранению видов. Если рассматривать все жирафовые популяции как один вид, это может скрыть уникальные генетические линии. Чтобы сохранить биоразнообразие, необходимо точно определить и понять это распределение между видами и внутри них.
Сложная эволюционная история
Недавнее исследование ученых Копенгагенского университета (Дания), участницей которого была автор настоящей статьи, позволило углубиться в геномный ландшафт жирафов, улучшая понимание их разнообразия.
Проанализировав всю ДНК от 90 жирафов из 29 мест в Африке по всему их естественному ареалу, исследователи реконструировали их эволюционное прошлое. В результате была выявлена сильная дифференциация между жирафовыми популяциями с выделением четырех основных линий:
- северные жирафы (западная и центральная Африка);
- сетчатые жирафы (Африканский Рог);
- масайские жирафы (Восточная Африка);
- южные жирафы (юг Африки).
Что именно двигало такой структурой расселения жирафов, пока неизвестно. Если некоторые границы ареалов их генетических линий совпадают с географическими объектами, такими как реки, то другие не поддаются подобным объяснениям.
Во многих местах линии соседствуют в своих ареалах. Например, три из четырех упомянутых выше основных линий проживают в Кении. Несмотря на столь близкую географическую территорию проживания, сообщения о гибридизации между основными линиями жирафов в дикой природе крайне редки. Это резко контрастирует с наблюдениями за жирафами в неволе, между которыми гибридизация происходит, что позволяет предположить наличие чего-то еще, удерживающего генетические линии от этого в дикой природе.
Но биологов-зоозащитников интересует не только описание современных моделей разнообразия среди жирафовых. Хотелось бы разобраться в процессах, сформировавших закономерности, наблюдаемые сегодня. Изучение полных геномов или всей ДНК особей позволяет исследователям глубже погрузиться в историю эволюции жирафов.
Анализ этих данных раскрывают довольно сложную историю. Мы склонны думать об древовидной эволюции, как это изобразил в своих записях английский натуралист Чарльз Дарвин. Согласно этой концепции, существует общий предок, который дает начало двум линиям потомства, которые продолжают развиваться и в конечном итоге становятся отдельными видами.
Однако геномные данные животных показывают, что эта теория слишком проста. Имеется много случаев, когда между линиями происходил обмен генами или гибридизация даже после того, как они отделились от общего предка. Вместо эволюционного древа, возможно, следовало бы говорить об эволюционной сети, в которой связи идут вперед и назад, образуя петли.
Именно это датские исследователи наблюдали у жирафов. Исторически между их линиями происходил обмен генами, поэтому эволюцию жирафов попросту невозможно представить в виде древа.
В частности, сетчатые жирафы с их отчетливой пятнистой шерстью сильно пострадали от исторического потока генов. Настолько, что их можно называть гибридной линией.
Сохранение жирафов
Существует множество различных определений того, что представляет собой отдельный вид. Независимо от того, считать ли описанные выше линии отдельными видами или нет, ясно одно – каждая из них представляет собой уникальную ветвь разнообразия жирафов.
Сообщается, что жирафы подвергаются «тихому вымиранию» – международное внимание к их судьбе ограничено, хотя популяция этих животных продолжает уменьшаться по всей Африке. По оценкам, с 1980-х они столкнулись с сокращением на 40%.
Природоохранные действия могли бы остановить эту тенденцию, обеспечив среду обитания жирафам и их связь между популяциями. Генетика может помочь в проведении природоохранных действий. Ее можно использовать для определения того, какие жирафовые популяции к какой линии принадлежат и, следовательно, какая часть разнообразия жирафов утрачивается.
Например, если бы определенные популяции исчезли вследствие локального вымирания, то пропала бы целая ветвь жирафового древа. Генетика может помочь определить приоритетность конкретных популяций для усилий по сохранению, чтобы наиболее эффективно поддерживать существующее разнообразие.
Аналогичным образом, если транслокации планируются в целях реинтродукции жирафов в район, где они ранее вымерли, или для укрепления существующих популяций, то защитникам природы следует брать особей определенной генетической линии, чтобы сохранить нетронутой естественную структуру разнообразия.
Это также обсуждалось для других африканских видов, таких как львы, и позволило дать рекомендации менеджерам, сталкивающимся с трудными решениями о том, каким популяциям следует отдавать приоритет.
Принятие во внимание генетических нюансов особенно актуально в регионах, где сосуществуют несколько жирафовых линий, таких как Кения. Ранее, в кенийском Национальном плане восстановления и действий по сохранению жирафов (2018-2022 гг.), уже признавались эти различия, хотя жирафы в нем по-прежнему рассматривались как один вид.
Выйдя за рамки сохранения жирафов в целом, но также обратив внимание на защиту их популяции и лежащую в ее основе уникальную эволюционную историю, мы можем обеспечить сохранение богатого разнообразия жирафов для будущих поколений.