Як змії захопили Гуам: нове дослідження ДНК дає відповідь

Історія бурої деревної змії (Boiga irregularis) на острові Гуам стала класичним прикладом того, як інвазивний вид може зруйнувати цілу екосистему. Ці плазуни, родом з Австралії та південної частини Тихого океану, ймовірно, потрапили на острів після Другої світової війни разом із військовими вантажами. Відтоді вони знищили 9 із 11 місцевих видів тварин, часто спричиняють відключення електроенергії, замикаючи високовольтні дроти, а їхня щільність сягнула 2000 особин на квадратний кілометр — одна з найвищих у світі.

Довгий час учених бентежило, чому популяція, що походить від невеликої групи предків, не вимерла. Зазвичай мала кількість засновників створює генетичне «вузьке місце», яке послаблює здатність виду адаптуватися. Однак гуамські змії процвітають, тож команда дослідників з Університету Буффало та Геологічної служби США вирішила глибше вивчити їхню ДНК.

Використавши секвенування з довгими зчитуваннями, науковці змогли побачити те, що раніше залишалося непоміченим. Вони виявили понад 19 000 структурних варіантів — значних змін у геномі, коли ділянки ДНК копіюються, видаляються або переміщуються. Як пояснив науковий співробітник Леві Грей, старі методи були схожі на порівняння двох книг лише за окремими літерами, тоді як цілі «абзаци» могли бути переставлені або продубльовані.

Ці структурні варіанти забезпечили зміям додаткове генетичне різноманіття, яке допомогло їм подолати труднощі, пов’язані з малою кількістю предків. Особливо багато варіацій виявилося в генах, відповідальних за імунітет і нюх. Для бурих деревних змій нюх — ключовий інструмент: роздвоєний язик збирає хімічні сигнали, допомагаючи знаходити здобич і орієнтуватися.

Дослідники також помітили можливий зв’язок між цими генами та поведінкою змій на Гуамі. У природному середовищі вони полюють на інших змій, але на острові майже не нападають на родичів. За словами Грея, гострий нюх може допомагати їм розпізнавати інших особин як членів родини, а не як здобич — особливо в популяції з частим інбридингом.

Поки що невідомо, чи існували ці структурні варіанти до появи змій на Гуамі, чи деякі з них виникли вже після вторгнення. Щоб відповісти на це питання, науковцям потрібно порівняти гуамських змій із популяціями з їхнього природного ареалу в Австралії та південній частині Тихого океану. Це дослідження дає нове розуміння того, як навіть невелика група-засновниця може мати достатньо прихованих генетичних варіацій для адаптації та розширення.