У чернобыльских собак обнаружили генетические признаки отбора

У собак, живущих возле Чернобыльской АЭС, обнаружили генетические особенности, которые могут быть связаны с естественным отбором в загрязненной среде. Исследователи из Университета штата Северная Каролина изучили геномы животных и нашли признаки отбора более чем в 100 участках ДНК. Работа опубликована в журнале Genes.

Чем отличаются собаки у АЭС

В предыдущем исследовании ученые сравнили две группы бездомных собак. Одна обитает непосредственно возле Чернобыльской АЭС, другая — в городе Чернобыле, примерно в 16 км от станции.

Генетически городские животные оказались похожи на собак из России, Польши и соседних регионов. У обитателей территории АЭС выявили заметные отличия, в том числе в участках генома, связанных с восстановлением поврежденной ДНК.

«Эта работа помогает разобраться с вопросами, которые остались после нашего предыдущего исследования. Изучая генетическую структуру популяции, мы обнаружили, что две группы собак, живущие совсем близко друг к другу, сильно различаются генетически. При этом эти различия не объясняются мутациями», — рассказала Меган Диллон, исследовательница из ветеринарного колледжа Университета штата Северная Каролина.

Теперь команда решила выяснить, чем вызваны различия — естественным отбором или генетическим дрейфом.

Отбор или случайность

При естественном отборе наследственные особенности, помогающие выживать и размножаться в определенных условиях, со временем становятся распространеннее. При направленном отборе популяция постепенно смещается в сторону нескольких преимуществ, которые особенно важны в конкретной среде.

Генетический дрейф работает иначе. Он связан со случайными изменениями частоты генетических вариантов, которые могут закрепиться даже без пользы для выживания. Особенно заметен этот процесс в небольших изолированных популяциях.

Чтобы разделить влияние изоляции и окружающей среды, ученые сопоставили данные о чернобыльских собаках с геномами свободно размножающихся собак Восточной Европы и изолированной популяции с Галапагосских островов.

Хотя популяция возле АЭС невелика, ее эффективная численность — показатель количества животных, реально передающих гены следующему поколению, — существенно не отличалась от показателя городской группы. У собак возле станции также не обнаружили признаков снижения генетического разнообразия, ожидаемого при выраженном генетическом дрейфе.

При этом их генетические особенности заметно отличались от особенностей других изолированных популяций. Городские чернобыльские собаки, напротив, оказались генетически ближе к животным с Галапагосских островов, чем к соседям с территории АЭС.

Какие гены привлекли внимание ученых

Анализ выявил признаки направленного отбора более чем в 100 участках генома собак возле станции. Расположенные рядом гены участвуют в процессах, связанных с развитием рака, копированием и восстановлением ДНК, делением клеток и работой иммунной системы.

«Мы не можем с уверенностью утверждать, что обнаруженные особенности однозначно подтверждают естественный отбор. Однако выявленные генетические признаки указывают на такую возможность. Эти участки связаны с биологическими процессами, которые потенциально могут помогать животным справляться с воздействием токсичных веществ в окружающей среде», — отметила Диллон.

Соавтор исследования Мэттью Брин подчеркнул, что последствия жизни в загрязненной зоне не обязательно заключаются в появлении новых генетических изменений.

«Возможно, животные, пережившие первоначальное воздействие загрязнителей, уже обладали генетическим разнообразием и вариантами генов, которые повышали их шансы на выживание», — предположил ученый.

Он добавил, что это пока гипотеза, а выявленные признаки отбора сами по себе не доказывают, что собаки приобрели особую устойчивость к радиации.

Авторы считают, что результаты помогут лучше понять, как естественный отбор влияет на популяции в загрязненной среде.