Kiekvienos iš šių žavių papūgų genomas bus sekvenuotas

Kiekvienos iš šių žavių papūgų genomas bus sekvenuotas

Atnaujinta rugsėjo 18 d. 10:37 ET

Kai žmonės pirmą kartą apsigyveno Naujojoje Zelandijoje 13 amžiuje, jie atrado stebuklų šalį, pilną keistų būtybių, įskaitant žalią, dygstančią papūgą su pelėdos veidu ir seno džentelmeno elgesiu. Tai kakapo – didžiausia papūga pasaulyje ir vienintelė, kuri nemoka skraidyti. Jam būdinga daugybė žavių bruožų – į ūsus panašios veido plunksnos, stambi lėta eisena ir įprotis nerangiai laipioti po medžius su snapu ir dideliais sparnais – todėl jį lengva mylėti. Jis taip pat turi nelaimingų savybių rinkinį – nesugebėjimą skraidyti, naivumą prieš pavojų, savitą žemės kvapą ir įprotį sušalti, kai gresia pavojus – dėl kurių jį lengva nužudyti.

Taigi maoriai juos nužudė, gamindami maistą ir apsiaustus. Prie skerdimo prisidėjo šunys ir žiurkės, lydėję maorių į Naująją Zelandiją. O XIX amžiuje lemtingą smūgį sudavė Europos naujakuriai ir jų mažas šeškų, žiblių, kačių ir šunų ratas. Kakapo dingo. Salos fiordai, kadaise aidėjo nuo garsių aistringų vyrų šauksmų, dabar tylūs. 1950-aisiais ir 1960-aisiais intensyvios paieškos grupės aptiko nedaug kakapo pastebėjimų, o keli rasti asmenys greitai mirė. Atrodo, tarsi kakapo būtų buvusi papūga, tiesiogine to žodžio prasme išsiilgusi fiordų.

Bet taip nebėra. 1977 m. mokslininkai aptiko paslėptą populiaciją pietinėje Stiuarto saloje, įskaitant reikšmingiausias pateles, kurios dingo kitur. Po dvylikos metų Naujosios Zelandijos gamtosaugos departamentas pradėjo kakapo atkūrimo programą ir išlikusius paukščius perkėlė į rezervatą, kuriame nėra plėšrūnų.

Praėjus beveik trims dešimtmečiams, kakapo, kuris kažkada buvo laikomas išnykusiu, yra vienas iš labiausiai ištirtų gyvūnų planetoje. Kiekvienas iš paskutinių 153 kakapo Žemėje yra žinomas tyrinėtojams. Kiekvienas nešiojasi radijo siųstuvą, todėl mokslininkai žino, kur jis yra, taip pat jo judesius ir seksualinį gyvenimą.

Netrukus komanda, vadovaujama Andrew Digby iš Apsaugos departamento ir Bruce’o Robertsono iš Otago universiteto, nustatys visų šių paukščių genomus. Iki metų pabaigos kakapo bus antroji rūšis Žemėje, kurios genetinius duomenis turime – pirmoji yra Spix’s Macaw, kita labai nykstanti papūga. *Pamirškite hipsterius ir Silicio slėnio verslininkus: kiekybinio įvertinimo pavyzdys – ego judėjimas yra žalia, tvarstanti papūga, kuri priešinasi pamiršimui.

Pirmoji kakapo, visiškai iššifravusi savo DNR, buvo kakapo patelė, vardu Jane. Dekoderiai – Jasonas Howardas ir Erichas Jarvisas iš Duke universiteto – stengiasi nustatyti visų 10 000 paukščių rūšių DNR. Kakapo jie pasirinko kaip vieną iš savo dėmesio rūšių, paskatinti Howardo dukters, kuri papūgomis susižavėjo perskaičiusi vaikišką knygą apie papūgas.

Kai Digby išgirdo, kad vienas kakapo buvo suskirstytas, jis pagalvojo: kodėl gi ne visi kakapo? „Tereikia tai padaryti dar 124 kartus, tada turėsime visą rūšį“, – sakė jis. (Tyrimo metu jų buvo tik 125.) Tai tarsi visa biblioteka gyvūnams, o ne viena knyga.

DNR tik daug pasako apie gyvūną, tačiau ji tampa ypač galinga, kai derinama su visais kitais kakapo duomenimis. Pavyzdžiui, žinomas visas jų šeimos medis, nes jų seksualinis gyvenimas automatiškai aptinkamas ir įrašomas.

Kai paukščiai poruojasi, jų siųstuvai nustato unikalų judėjimą – nedidelį, valandos trukmės purtymą. (Žemiau esančiame vaizdo įraše galite pamatyti dramatišką rekonstrukciją, kaip kakapo Sirocco bando poruotis su zoologo Marko Cavaldino vadovu – vadovu, dėl kurio jis akimirksniu tapo įžymybe.) Jei patino siųstuvas aptinka šį parašo drebėjimą, skleidžia garsą. Visi kiti siųstuvai šalia. Jei vienas iš jų priklauso patelei ir vis dar fiksuoja drebėjimą, tai gali reikšti, kad du savininkai poruojasi.

Papūgų apgyvendintos salos yra nusėtos duomenų kaupikliais, kurie renka informaciją iš bet kurio pro šalį einančio kakapo ir perduoda ją atkūrimo komandai. „Kiekvieną rytą turime visų praėjusios dienos poravimosi įrašą“, – sakė Digby. Deja, šie paukščiai neturi daug privatumo.

Kakapo veisiasi retai. Taigi, kai yra didelis veisimosi sezonas, kaip nutinka kas kelerius metus, atkūrimo komanda pradeda dirbti. „Tai pamaina ištisą parą“, – sakė Diedre Vercoe, vadovaujanti tuzinui nuolatinių „Kakapo Recovery“ darbuotojų ir šimtų savanorių. Komanda sugavo patinus ir paėmė jų spermos mėginius. Jei patelė dar nesusiporavusi arba poruojasi su niekam tikusiu patinu, kurio sperma yra prastos kokybės, komanda ją dirbtinai apvaisina sperma iš žirgyno.

Kai patelė pagaliau padeda kiaušinėlius, komanda įsėlina į jos lizdą, kol ji ieško maisto ir tikrina kiaušinėlių būklę. Jie perkels kiaušinius tarp lizdų, kad įsitikintų, jog patelės nėra per daug apkrautos. Kol kiaušiniai išsirita, komandos narys miega netoliese esančioje palapinėje ir kiekvieną naktį sveria jauniklius. Dažnai vaisiai, nuo kurių priklauso šios papūgos, dar nėra subrendę, o jaunikliams atsiranda netinkamos mitybos požymių. Tokiu atveju komanda juos įtraukė ir užaugino rankomis, laikydama kartu su kitais kakapo jaunikliais, kad įsitikintų, jog jie nepalieka žymės žmonėms.

Visas intensyvus, visą parą vykstantis procesas truko mėnesius. „Aš tai lyginu su pirmaisiais kūdikio gimimo mėnesiais“, – sakė Vercoe. “Kakapo veisimosi sezonas mane gerai paruošė motinystei ir atvirkščiai.”

Pora kakapo. (Andrew Digby / Naujosios Zelandijos gamtosaugos departamentas)

Tai viskas, ko reikia norint išsaugoti rūšį. Kai Digby pirmą kartą kalbėjo apie kiekvieno kakapo sekvenavimą, liko 125. Praėjusiais metais po įtempto veisimosi sezono jų gretas papildė 29 nauji paukščiai – padaugėjo beveik ketvirtadaliu. „Nuo tada, kai programa buvo oficialiai pradėta 1990 m., mūsų gyventojų skaičius išaugo daugiau nei trigubai, o mūsų populiacija yra jauna ir auga“, – sakė Vercoe. – Einame teisingu keliu.

Šios pastangos yra palaima Digby sekos ambicijoms. Kiekvienais metais komanda fiksuoja kiekvieną paukštį, kad patikrintų jų sveikatą ir pakeistų siųstuvus – todėl kraujo mėginius paimti paprasta. Iki šiol buvo sekvenuotas 81 genomas, o komanda neseniai užsitikrino finansavimą 72 kitiems išlikusiems paukščiams ir 28 žmonėms, kurie neseniai mirė. Digby, padedamas Jarviso ir Howardo, tikisi, kad viskas bus padaryta iki metų pabaigos. Projekto finansavimą, iš viso apie 110 000 USD, surinko ne pelno siekianti organizacija „Gen Rescue Foundation“, skirta itin nykstančių rūšių apsaugai, glaudžiai bendradarbiaujanti su kakapo sekos nustatymo projektu nuo pat jo pradžios. *

Erichas Jarvisas mano, kad šie genomai turi įdomių evoliucinių istorijų. Kaip ir kitos dvi Naujosios Zelandijos papūgos, kea ir kaka, kakapo priklauso seniausiai papūgų giminei. Taigi jie galėtų pateikti užuominų apie tai, kaip kai kurie grupės nariai ugdė savo intelektinius ir vokalinius mokymosi gebėjimus.

Digby taip pat tikisi, kad 181 genomas atskleis naujus būdus, kaip apsaugoti augančią, bet vis dar nestabilią populiaciją. Pavyzdžiui, kakapo yra žinomai sterilus. Išsirita tik pusė kiaušinių (palyginti su 80–90 procentų daugumos paukščių išsiritimo rodikliu), ir tik trečdalis jauniklių galiausiai išsivysto. „Įtariame, kad jų nevaisingumas yra genetinis, bet nesame tikri“, – sakė Digby. „Galime pažvelgti į kiekvieno individo genomą ir suderinti jį su jo dauginimosi istorija – patelių dedamų kiaušinėlių skaičiumi, o patinų – spermos kokybe.

Paukščiai taip pat kenčia nuo ligos, vadinamos kloacitu, kurią Digby vadina „kietaodžiais valkatomis“. Tai išgydoma, bet niekas nežino, kas ją sukelia, ar net ar tai infekcija. Kai kuriems žmonėms tai išnyksta, kitiems – išlieka ir kartojasi. Digby susimąstė, ar kai kurie kakapo buvo genetiškai linkę į ligą.

Jis taip pat mano, kad genomas galėtų padėti jam ir kitiems gamtosaugininkams efektyviausiai suporuoti kakapo, kad būtų maksimaliai padidinta rūšies genetinė įvairovė. Pavyzdžiui, ankstyvieji tyrimai parodė, kad kakapo patinas, vardu Guliveris, turėjo imuninio geno versiją, kurios visiems kitiems kakapo – net jo broliams ir seserims – visiškai trūko. „Dabar jis svarbesnis“, – sakė Digby. “Negalėjome jiems skirti tokio pat dėmesio, todėl Guliveris gavo šiek tiek papildomo dėmesio. Jei būtume pabandę dirbtinį apvaisinimą, būtume išbandę jo spermą stipriau nei jo brolio.” Visas kiekvieno kakapo genomas gali atskleisti panašius skirtumus.

„Jei galime priversti rūšį išgyventi ir daugintis, galime pradėti nuo čia ir atsekti visų rūšies individų šeimos medį“, – sakė Jarvis. „Tai bus beprecedentė.“ Jei atkūrimo pastangos žlugs ir kakapo iš tikrųjų išnyks, būtų naudinga turėti visų likusių individų genomus, jei būsimi mokslininkai bandytų prikelti rūšis, kaip daugelis bandė padaryti dėl mamutų ir piligrimų. kaip daro balandžiai.

Svarbiausia, kad kakapo projektui, įskaitant atkūrimo pastangas ir konkrečius sekos sudarymo projektus, vadovauja Naujosios Zelandijos gyventojai ir jis atliekamas konsultuojantis su maoriais. Otago universiteto biochemikas Peteris Deardenas apgailestavo, kad pirmąjį kivių genomą sekvenavo vokiečių komanda, nedalyvaujant Naujosios Zelandijos gyventojams. „Tai yra kolonializmo forma“, – rašė jis. „Nėra būtinybės arba netikslinga atlikti mokslinius jų tyrimus užsienyje, nesusiejant su jų kilme.

Digby užjautė. „Aš tikrai sunkiai dirbau, kad kuo daugiau šio darbo atliktume Naujojoje Zelandijoje“, – sakė jis. „Ypač svarbu išlaikyti ryšį tarp genomikos ir išsaugojimo, o norint užtikrinti įgyvendinimą, reikia turėti tam tikrų ryšių su priimančia šalimi. Žmonės gali tyrinėti genomą ir gauti citatų savo dokumentams, bet ką tai reiškia rūšiai?


* Šiame straipsnyje iš pradžių neteisingai buvo teigiama, kad projekte lėšos buvo surinktos tik sutelktinio finansavimo būdu, o Gene Rescue Foundation nedalyvavo. Apgailestaujame dėl šios klaidos.

* Šiame straipsnyje iš pradžių buvo teigiama, kad kakapo bus pirmoji rūšis, kuriai bus nustatytas kiekvieno individo genomas. mes (ir kakapo komanda) suprato Kita grupė nustatė kiekvieno Spikso aros genomą – dar vieną labai nykstantį paukštį. Apgailestaujame dėl šios klaidos.

.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *