Калифорнийская морская свинья имеет шанс преодолеть бутылочное горлышко

Калифорнийская морская свинья (Phocoena sinus) — небольшое, до 1,5 м в длину, млекопитающее из отряда китообразных, эндемик северной части Калифорнийского залива. В настоящее время вид находится на грани вымирания — с 1997 года его предполагаемая численность снизилась с 600 до 10 особей. Хотя сама калифорнийская морская свинья не является объектом охоты, она становится жертвой браконьеров. Животные запутываются в жаберных сетях, используемых для нелегального промысла рыбы тотоаба.

Считается, что для маленьких популяций высок риск инбредной депрессии. Ученые из США и Мексики оценили этот риск для калифорнийской морской свиньи. Результат до некоторой степени обнадеживает: согласно их прогнозам, вероятность того, что вид благополучно пройдет бутылочное горлышко, довольно высока, но только при условии полной или почти полной ликвидации браконьерских сетей.

Ученые проанализировали 20 полных геномов калифорнийской морской свиньи: один геном был опубликован ранее и 19 геномов секвенировали в рамках новой работы, используя замороженные образцы тканей. Образцы были получены в 1985–1993, 2004 и 2016–2017 гг, что приблизительно соответствует трем поколениям морских свиней и захватывает период снижения их численности на 99%.

Во всех трех поколениях уровень гетерозиготности низок; при этом он стабилен, что ожидаемо с учетом недавнего сокращения численности. Коэффициент инбридинга небольшой, поскольку районы высокой гомозиготности сравнительно короткие (от 1,59 до 3,18 Mb). Это указывает на общих предков, живших приблизительно от 15 до 31 поколения назад и, следовательно, на исторически небольшой размер популяции, а не на недавний инбридинг.

Для оценки риска инбредной депрессии в будущем ученые сравнили геномы калифорнийской морской свиньи с геномами 11 других видов китообразных. Груз слабовредных мутаций у морской свиньи больше, чем у других видов, однако это не мешает оставшимся животным быть здоровыми и активно размножаться. При этом вредных мутаций в гетерозиготном состоянии (то есть таких, которые могли бы проявиться, выйдя в гомозиготу при инбридинге) у калифорнийской морской свиньи меньше, чем у других китообразных.

Исходя из распределения частот аллелей, ученые предполагают, что численность вида была относительно низкой — примерно несколько тысяч особей — как минимум последние десятки тысяч лет. Такой размер популяции был достаточно большим, чтобы предотвратить случайную фиксацию вредных мутаций, кроме слабовредных, но достаточно маленьким, чтобы очищающий отбор мог воздействовать на рецессивные мутации, существенно снижающие жизнеспособность.

На основании полученных данных, а также имеющихся сведений о биологии калифорнийской морской свиньи, ученые разработали стохастическую модель, предсказывающую дальнейшую судьбу вида. В большинстве случаев при различных заданных параметрах гипотетическая популяция преодолевает «бутылочное горлышко» с вероятностью более 50%. Однако важнейшее условие восстановления популяции — немедленное прекращение браконьерского прилова. При полном прекращении гибели животных в сетях модель дает 6% вероятность вымирания калифорнийской морской свиньи к 2070 году, при сокращении вылова только на 90% вероятность вымирания возрастает до 27%, а при сокращении вылова на 80% риск вымирания уже 62%.

«По сравнению с другими видами, калифорнийская морская свинья имеет высокие шансы на восстановление после экстремального снижения численности без тяжелых генетических последствий инбридинга, — заявляет Жаклин Робинсон, постдок Калифорнийского университета в Сан-Франциско и одна из двух ведущих авторов работы. — Низкое генетическое разнообразие не угрожает здоровью и воспроизводству морских свиней. Оно просто отражает их естественную низкую численность».