Змеи захватили целый остров и только сейчас ученые выяснили, как им это удалось

История бурой древесной змеи (Boiga irregularis) — один из самых ярких примеров того, как инвазивный вид может изменить экосистему. Родом из Австралии и южной части Тихого океана, эта змея, вероятно, попала на Гуам после Второй мировой войны на борту военных грузовых самолетов и оккупировала этот остров в западной части Тихого океана, пишет Science Advances.

После своего появления этот вид оказал значительное влияние. Коричневые бойги, будучи не слишком ядовитыми и не очень опасными, уничтожили 9 из 11 обитавших на Гуаме видов животных. Также они часто замыкают провода высокого напряжения, вызывая защитные отключения. Раньше на Гуаме змей не было вообще, сейчас их плотность составляет 2000 на квадратный километр — одна из самых высоких в мире.

Успех этой инвазии годами ставил исследователей в тупик. Считается, что популяция на Гуаме изначально состояла лишь из небольшого количества змей, что обычно должно создавать серьезное генетическое "бутылочное горло", проще говоря, змеи должны были вымереть, чего не случилось. При меньшем количестве генетических различий популяции часто испытывают трудности с адаптацией и выживанием. Команда из Университета Буффало и Геологической службы США (USGS) провела более глубокое исследование ДНК змеи, чтобы понять, почему этот случай отличается от других.

Исследователи использовали секвенирование ДНК с длинными прочтениями для изучения больших участков генома бурой древесной змеи. Эта технология помогла им обнаружить генетические изменения, которые часто пропускали более старые методы секвенирования. Команда обнаружила более 19 000 структурных вариантов. Это крупные изменения ДНК, при которых участки генома могут быть скопированы, удалены или перемещены в другое место.

В течение многих лет ученые, изучающие генетическое разнообразие, в основном сосредотачивались на небольших изменениях ДНК, затрагивающих отдельные генетические буквы. Секвенирование длинных прочтений позволяет увидеть гораздо более крупные различия, которые могут затрагивать важные участки генома. Леви Грей , научный сотрудник, участвовавший в исследовании, объяснил, что старые методы были подобны сравнению двух книг, основанному на сравнении отдельных букв, при этом упускался из виду тот факт, что целые абзацы могли быть перемещены или продублированы.

Эти структурные варианты, по-видимому, обеспечили популяции вида неожиданный источник генетического разнообразия. Возможно, это помогло змеям справиться с трудностями, связанными с тем, что они произошли от очень небольшого числа предков.

Исследование показало, что многие генетические вариации сосредоточены в генах, связанных с иммунитетом и обонянием. Для бурых древесных змей обоняние является ключевым инструментом выживания. Они используют свой раздвоенный язык для сбора химических сигналов из окружающей среды, что помогает им находить добычу и понимать окружающую обстановку.

Исследователи также обнаружили возможную связь между этими генами, отвечающими за обоняние, и необычным поведением на Гуаме. Известно, что коричневые древесные змеи питаются другими змеями в своей естественной среде обитания, но на Гуаме они редко нападают на "родню". Как объяснил Леви Грей, сильное обоняние змей может помочь им идентифицировать других особей как родственников, а не как добычу, особенно в популяции, где распространен инбридинг.

Полученные результаты открывают новый взгляд на популяции, пережившие серьезные генетические "узкие места". Вторжение коричневой древесной змеи свидетельствует о том, что даже небольшая группа-основатель иногда может обладать достаточным количеством скрытых вариаций для адаптации и расширения.

Исследователям еще предстоит определить, когда появились эти структурные варианты. Пока неизвестно, существовали ли эти различия до появления змей на Гуаме или же некоторые из них развились после начала вторжения. Чтобы ответить на этот вопрос, ученым необходимо будет сравнить гуамских змей с популяциями из их первоначального ареала в Австралии и Южной части Тихого океана.

Другие новости науки:

• Ученые решили выяснить, почему комары кусают одних людей чаще, чем других.
• Популяция редкого ручьевого тритона сократилась всего до 1000 особей. Ученые пытаются спасти одно из самых редких земноводных в мире.