Коалы — неотъемлемый символ Австралии, их изображения можно встретить повсюду: от футболок и сувениров до декоративных элементов. Однако встретить живого коалу в дикой природе становится всё сложнее. Этот знаковый вид занесён в Красную книгу как исчезающий в Квинсленде, Новом Южном Уэльсе и на Австралийской столичной территории. Тем не менее, коалы уже сталкивались с подобными кризисами в прошлом.
Новое исследование, опубликованное в журнале Molecular Biology and Evolution, показало, что популяция коал значительно сократилась около 100 000 лет назад. Это открытие меняет представление об их генетической истории и опровергает прежние теории о причинах древнего упадка.
Генетический анализ раскрывает тайны прошлого
Ископаемые останки коал крайне редки, что затрудняет оценку численности их популяций в прошлом. Вместо этого, геномы служат ценным источником информации об эволюционной истории. Геном — это своего рода историческая запись, сохраняющая генетическую информацию от предковых популяций, которую можно использовать для определения их размера.
Предыдущие геномные исследования предполагали, что значительное сокращение популяции коал произошло примерно 40 000 лет назад, вскоре после появления человека в Австралии, что указывало на возможное влияние человеческого фактора. Однако влияние появления человека на австралийскую фауну является предметом активных дискуссий. Некоторые исследователи связывают с этим массовое вымирание мегафауны в тот период. Новое исследование ставит под сомнение эту теорию.
Смещение временных рамок на 60 000 лет назад
Команда исследователей поставила задачу впервые определить скорость мутации коал — количество мутаций, возникающих в каждом поколении. Оценка исторических размеров популяций, сформировавших мутационные паттерны в геноме, в значительной степени зависит от частоты возникновения новых мутаций. Проблема заключается в том, что каждый вид имеет свою уникальную скорость мутации.
Для оценки скорости мутации были секвенированы геномы 12 коал из трёх семей: семи родителей и пяти потомков. Это позволило подсчитать количество новых мутаций, возникающих в каждом поколении. Геном коалы содержит около 3,4 миллиарда позиций, где могут происходить изменения. Было обнаружено всего 25 мутаций на одно потомство. Это можно сравнить с поиском 25 опечаток, разбросанных по более чем 1000 экземплярам трилогии «Властелин колец».
Затем эту скорость мутации применили к 457 геномам коал, отобранным по всему ареалу их обитания. Это позволило исследовать, как менялись популяции коал с течением времени, включая периоды их резкого сокращения.
Было установлено, что сокращение популяции коал произошло около 100 000 лет назад, задолго до появления человека в Австралии. Это фактически исключает человеческий фактор как причину того древнего демографического кризиса.
Хотя скорость мутации является фундаментальным эволюционным понятием, удивительно мало оценок существует для австралийских видов. Эта оценка стала первой для отряда Diprotodontia (двурезцовые сумчатые), к которому также относятся вомбаты, кенгуру и поссумы. Предыдущие исследования, оценивавшие исторические размеры популяций коал, опирались на оценки скорости мутации для отдалённо родственных плацентарных млекопитающих, таких как человек и мыши. Применение точной скорости мутации коал полностью переписало их генетическую хронологию.
Что вызвало древний кризис?
Сокращение популяции коал 100 000 лет назад совпадает с периодом интенсивных экологических изменений на всей территории Австралии. Плейстоцен (от 2,5 миллиона до 11 700 лет назад) характеризовался чередованием ледниковых периодов с холодными и сухими условиями и межледниковых периодов с более тёплым и влажным климатом.
По мере высыхания земель расширение равнины Налларбор привело к формированию обширных полузасушливых кустарниковых степей на юге Австралии. Это значительно сократило подходящие для коал места обитания и разделило восточные и западные популяции.
К сожалению, западная популяция, обитавшая к западу от равнины Налларбор (недавно описанная как отдельный вид от современной коалы), вымерла около 28 000 лет назад. Хотя восточные популяции были ограничены небольшой полосой лесов на восточном побережье, они сумели выжить в суровых ледниковых условиях. За последние 17 000 лет, по мере потепления и увлажнения климата, они расширились и сформировали пять генетических групп, которые сегодня распространены вдоль восточного побережья Австралии.
Учитывая полученные результаты, исследователи заинтересованы выяснить, переживали ли другие австралийские виды, включая ближайших родственников вымершей мегафауны, сокращение популяций до прихода человека.
Современные угрозы для коал
Коалы вновь сталкиваются с сокращением популяций по всей Австралии. Одно из сходств между современными и древними сокращениями популяций заключается в том, что оба процесса в значительной степени обусловлены сокращением подходящих мест обитания. Древний упадок был вызван глобальными ледниковыми циклами — неизбежным следствием орбиты Земли. Однако недавние сокращения привели к аналогичному «бутылочному горлышку» за гораздо более короткий период времени из-за исторического и продолжающегося уничтожения подходящих для коал мест обитания. Ситуация усугубляется другими угрозами, такими как охота, болезни, столкновения с транспортными средствами, нападения диких собак и лесные пожары.
К счастью, большинство популяций коал лишь недавно начали терять генетическое разнообразие, и быстрое восстановление численности может предотвратить дальнейшие потери и инбридинг. Есть надежда, что восточные коалы смогут вновь выстоять перед лицом угроз.
