Ученые из университета Баффало и Геологической службы США раскрыли причину успешности самого известного биологического вторжения в мире. Оказалось, что коричневые древесные змеи обладают мощным скрытым механизмом генетического разнообразия. Статья опубликована в журнале Science Advances.
Вскоре после Второй мировой войны несколько рептилий случайно попали на остров Гуам, спрятавшись в отсеках военных грузовых самолетов. Отсутствие естественных врагов привело к экологической катастрофе. Змеи истребили почти всех местных лесных птиц и размножились до пугающих масштабов — до 30 тыс. особей на квадратную милю в некоторых районах.
Биологов удивлял сам факт такого популяционного взрыва. Согласно законам генетики, начало популяции от пары особей ведет к эффекту бутылочного горлышка. Близкородственное скрещивание резко снижает жизнеспособность потомства и не дает виду адаптироваться к новым условиям.
Долгое время генетики искали разнообразие в точечных изменениях генома — замене отдельных букв-нуклеотидов. Современное оборудование для длинночтенного секвенирования (long-read sequencing) позволило посмотреть на ДНК рептилий в более широком масштабе и найти крупные структурные аномалии.
Выяснилось, что в геноме гуамских змей присутствует больше 19 тыс. мест, где целые куски ДНК были скопированы, удалены или перевернуты. Такое «блочное» изменение архитектуры затрагивает в восемь раз больше генетического материала, чем обычные точечные мутации.
Интересно, что эти перестройки произошли не в случайных местах. Они сконцентрированы в генах, отвечающих за иммунитет и обоняние. Повышенная вариативность рецепторов запаха критически важна для древесных змей, которые ориентируются в пространстве с помощью раздвоенного языка.
Кроме того, тонкое обоняние позволяет рептилиям узнавать родственников. На родине в Австралии эти змеи часто практикуют каннибализм, но на Гуаме они не едят друг друга. Способность идентифицировать собратьев по запаху могла стать дополнительным фактором, позволившим виду захватить весь остров.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в Бразилии нашли важное звено в эволюции змей.