Змії захопили цілий острів, і лише зараз вчені з'ясували, як їм це вдалося

Історія бурої деревної змії (Boiga irregularis) — один із найяскравіших прикладів того, як інвазивний вид може змінити екосистему. Ця змія, яка походить з Австралії та південної частини Тихого океану, ймовірно, потрапила на Гуам після Другої світової війни на борту військових вантажних літаків і заселила цей острів у західній частині Тихого океану, пише Science Advances.

Після своєї появи цей вид мав значний вплив. Коричневі бойги, хоча й не надто отруйні та не дуже небезпечні, знищили 9 із 11 видів тварин, що мешкали на Гуамі. Також вони часто замикають дроти високої напруги, викликаючи захисні відключення. Раніше на Гуамі змій не було взагалі, зараз їхня щільність становить 2000 на квадратний кілометр — одна з найвищих у світі.

Успіх цієї інвазії роками ставив дослідників у глухий кут. Вважається, що популяція на Гуамі спочатку складалася лише з невеликої кількості змій, що зазвичай має створювати серйозне генетичне "вузьке місце", простіше кажучи, змії мали вимерти, чого не сталося. За умови меншої кількості генетичних відмінностей популяції часто зазнають труднощів з адаптацією та виживанням. Команда з Університету Буффало та Геологічної служби США (USGS) провела більш глибоке дослідження ДНК змії, щоб зрозуміти, чому цей випадок відрізняється від інших.

Дослідники використовували секвенування ДНК з довгими зчитуваннями для вивчення великих ділянок геному коричневої деревної змії. Ця технологія допомогла їм виявити генетичні зміни, які часто залишалися непоміченими при застосуванні старіших методів секвенування. Команда виявила понад 19 000 структурних варіантів. Це значні зміни ДНК, під час яких ділянки геному можуть бути скопійовані, видалені або переміщені в інше місце.

Протягом багатьох років вчені, які досліджують генетичне різноманіття, здебільшого зосереджувалися на невеликих змінах у ДНК, що стосуються окремих генетичних літер. Секвенування довгих зчитувань дозволяє виявити набагато більші відмінності, які можуть стосуватися важливих ділянок геному. Леві Грей, науковий співробітник, який брав участь у дослідженні, пояснив, що старі методи були схожі на порівняння двох книг, засноване на порівнянні окремих літер, при цьому випускався з уваги той факт, що цілі абзаци могли бути переміщені або продубльовані.

Ці структурні варіанти, судячи з усього, забезпечили популяціям цього виду несподіване джерело генетичного різноманіття. Можливо, це допомогло зміям подолати труднощі, пов’язані з тим, що вони походять від дуже невеликої кількості предків.

Дослідження показало, що багато генетичних варіацій зосереджені в генах, пов’язаних з імунітетом та нюхом. Для бурих деревних змій нюх є ключовим інструментом виживання. Вони використовують свій роздвоєний язик для збору хімічних сигналів із навколишнього середовища, що допомагає їм знаходити здобич і орієнтуватися в оточенні.

Дослідники також виявили можливий зв’язок між цими генами, що відповідають за нюх, та незвичайною поведінкою на Гуамі. Відомо, що коричневі деревні змії харчуються іншими зміями у своєму природному середовищі існування, але на Гуамі вони рідко нападають на "родичів". Як пояснив Леві Грей, гострий нюх змій може допомогти їм розпізнавати інших особин як родичів, а не як здобич, особливо в популяції, де поширений інбридинг.

Отримані результати дають нове уявлення про популяції, які пережили серйозні генетичні "вузькі місця". Вторгнення коричневої деревної змії свідчить про те, що навіть невелика група-засновниця іноді може мати достатню кількість прихованих варіацій для адаптації та розширення.

Дослідникам ще належить з’ясувати, коли з’явилися ці структурні варіанти. Поки що невідомо, чи існували ці відмінності до появи змій на Гуамі, чи деякі з них розвинулися після початку вторгнення. Щоб відповісти на це питання, вченим доведеться порівняти гуамських змій із популяціями з їхнього первісного ареалу в Австралії та південній частині Тихого океану.

Інші новини науки:

• Вчені вирішили з’ясувати, чому комарі кусають одних людей частіше, ніж інших.
• Популяція рідкісного струмкового тритона скоротилася всього до 1000 особин. Вчені намагаються врятувати одну з найрідкісніших земноводних у світі.