Per kelis mėnesius po 2011 m. Fukušimos „Daiichi“ branduolinės katastrofos apleistos fermos evakuacijos zonoje tapo netikėtu gamtiniu eksperimentu. Pabėgusios naminės kiaulės susiporavo su šernais, sukurdamos didelio masto hibridinę populiaciją. Praėjus daugiau nei dešimčiai metų, tų gyvūnų genetinė analizė atskleidė kažką netikėto: motininės kiaulių linijos neišsaugojo kiaulių genų, o pagreitino jų išnykimą.
Naujame genetiniame tyrime, paskelbtame žurnale „Journal of Forest Research“, kuriam vadovavo Fukušimos universiteto profesorius Shingo Kaneko, o bendraautorius buvo Hirosaki universiteto Donovanas Andersonas, buvo analizuojami genetiniai pėdsakai, palikti šio hibridizacijos įvykio. Tyrėjai iš pradžių manė, kad naminių kiaulių genai išliks laukinių populiacijoje, galbūt net padidins jų skaičių dėl hibridinio gyvybingumo.
Tačiau palyginę dvi genetinių žymenų rūšis – vieną, perduodamą tik iš motinų, ir kitą, paveldimą iš abiejų tėvų – jie nustatė tai, kas prieštaravo intuicijai. Šernai, turintys naminių kiaulių mitochondrinę DNR (genetinę medžiagą, perduodamą motinos linija), dažnai turėjo labai mažai kiaulių DNR likučių likusioje genomo dalyje. Motinos linija buvo susijusi su naminėmis kiaulėmis, tačiau didžioji dalis likusios genetinės medžiagos jau buvo pakeista.
Susiję straipsniai
Tyrimų komanda nustatė, kad paaiškinimas pasirodė esąs stebėtinai paprastas: tai buvo greitis.
Naminių kiaulių veisimosi ciklas nėra toks, kaip šernų – kartą per metus. Naminės kiaulės gali daugintis keletą kartų per metus. Jei tas spartesnis ritmas išlieka pabėgusioms patelėms ir yra perduotas jų dukroms, tai veikia kaip evoliucijos greitojo persukimo mygtukas. Daugiau vados reiškia daugiau kartų per tą patį laikotarpį ir daugiau galimybių kiaulių DNR susilpnėti, kai hibridai nuolat poruojasi su šernais.
Būtent tai Sh. Kaneko, D. Andersonas ir jų kolegos ir pastebėjo. Praėjus vos keleriems metams po nelaimingo atsitikimo, daugelis hibridų jau buvo nutolę nuo pirminio kryžminimosi keliomis kartomis. Daugeliu atvejų individai, turintys kiaulių mitochondrinę DNR, buvo nutolę nuo pirmojo hibridizacijos įvykio daugiau nei penkiomis kartomis – o tai rodo, kad dauginimasis vyko greičiau, nei leistų vienas metinis ciklas.
Kitaip tariant, motininė kiaulių linija galėjo maišyti genetinį kortų kaladę dvigubai greičiau.
Fukušimos aplinkybės buvo neįprastos, tačiau šį atradimą paaiškinanti biologija – ne. Ten, kur naminiai gyvūnai ir jų laukiniai giminaičiai kryžminasi, greitai besidauginančios motininės linijos gali nepastebimai keisti populiacijas panašiais būdais.
„Nors anksčiau buvo spėjama, kad hibridizacija tarp sugrąžintų į laukinę gamtą kiaulių ir šernų gali prisidėti prie populiacijos augimo, šis tyrimas, analizuodamas didelio masto hibridizacijos atvejį po Fukušimos branduolinės avarijos, parodo, kad greitas naminių kiaulių reprodukcijos ciklas yra paveldimas per motinų liniją“, – aiškina profesorius Sh. Kaneko.
Net jei naminių gyvūnų genai galiausiai ir nedominuoja, trumpas reprodukcijos pagreitis vis tiek gali turėti įtakos tam, kaip greitai populiacijos auga ir plinta. Naminių protėvių genetinis pėdsakas gali išnykti, o jų reprodukcijos ciklas trumpam pakeičia populiacijos trajektoriją.
Mokslininkai įspėja, kad jų vertinimai remiasi palyginti nedidele naminių kiaulių atskaitos grupe ir mikrosatelitiniais žymekliais, o ne visos genomo sekos nustatymu. Dėl to lieka tam tikra neaiškumas dėl tikslių kiaulių protėvių proporcijų atskiruose gyvūnuose. Vis dėlto tendencija buvo nuosekli: motininės kiaulių linijos buvo susijusios su spartesne kartų kaita ir mažesniu kiaulių branduolio DNR kiekiu.
Ateityje atliekami tyrimai reikalaus platesnių naminių gyvūnų duomenų rinkinių, viso genomo sekvenavimo ir papildomų genetinių žymenų – kad būtų galima tiksliau stebėti, kaip laukinėmis sąlygomis grąžintos linijos vystosi laikui bėgant. Tyrėjų komanda taip pat pažymi, kad analizuojant daugiau individų, turinčių kiaulių mitochondrinį haplotipą, būtų galima geriau suprasti, kaip naminių gyvūnų požymiai išlieka arba nyksta kartų bėgant.
Parengta pagal „New Atlas“.