Группа знакомств невелика - без каламбура.
Ключевые выводы
- Щенок Дьявольской дыры живет в одной из самых экстремальных и изолированных сред в мире - душной, заполненной водой пещере площадью 200 квадратных футов на окраине Долины Смерти.
- Устойчивость крошечной рыбки и слабый характер завоевали сердца защитников природы, которые внимательно следят за популяцией.
- На протяжении тысячелетий они бросали вызов всему, но новое исследование показывает, что куколкам грозит еще одна угроза - жестокий инбридинг на невиданном прежде уровне.
Долина Смерти славится крайностями. Парк площадью 3,3 миллиона акров является одним из самых жарких и засушливых мест в мире. И все же парк не такой одномерный - в нем гораздо больше глубины, чем вы думаете.
Обширная сеть водных систем извивается под поверхностью Долины Смерти, принимая форму лабиринта подземных пещер и озер. Когда дождь или таяние снега просачиваются сквозь землю, вода попадает в водоносный горизонт и в конечном итоге скапливается в подземных водоемах. Процесс медленный. По данным Службы национальных парков, одной молекуле воды требуется около 10 000 лет, чтобы достичь этих пещер с поверхности.
Вход в эту бездну называется Дыра Дьявола, и название соответствует месту. Отправляйтесь в эту часть Долины Смерти, и вы наткнетесь на дыру в Земле с водой, достаточно горячей для самого дьявола. Узкий проход ведет в кавернозные, казалось бы, недосягаемые глубины. Дайверы исследовали глубину до 500 футов под поверхностью, и они до сих пор не достигли дна.
Крошечный подводный мир
Несмотря на большую глубину, многие биологи сосредотачивают свое внимание на первых 80 футах Дьявольской дыры, где находится компактный шельф более мелкой воды. Здесь обитает куколка Дьявольской норы (Cyprinodon diabolis). Его площадь 10 на 20 футов (3 на 6 метров) делает его самым маленьким известным ареалом среди всех видов позвоночных.
Помимо тесноты, эта часть Дьявольской дыры представляет и другие проблемы для водных организмов. Он поддерживает почти постоянную температуру 34 ° C (93 ° F) и не получает прямого солнечного света зимой (что ограничивает рост водорослей, которыми питаются куколки). Для большинства рыб жизнь в кромешной джакузи уже невыносима. Добавьте к этому низкую концентрацию растворенного кислорода, который был бы смертелен для многих подводных организмов, и вы поймете, почему куколке Дьявольской дыры не нужно беспокоиться о том, что кто-то еще проникнет внутрь.
На самом деле, вы больше нигде не найдете куколку Дьявольской дыры. 30 известных видов куколок, названных так из-за их игривых щенячьих движений, обладают общей способностью выдерживать суровые условия жизни. Но даже среди этой суровой группы куколки Дьявольской дыры выводят экстремальный образ жизни на новый уровень. Само их существование равносильно чуду. В 2013 году их число резко упало до 35 особей. Сегодня количество куколок дьявольской норы колеблется около 263 особей, что является самым высоким зарегистрированным показателем за 19 лет.
Есть много причин, по которым эта куколка может быть обречена: изменение климата, сокращение среды обитания, снижение уровня воды и деятельность человека - все это угрожает этой изолированной популяции. Но мы никогда не были уверены, что куколка Дьявольской дыры останется поблизости. Ученые и политики решили внести этот вид в список находящихся под угрозой исчезновения в 1967 году, почти сразу после того, как вступил в силу Закон об исчезающих видах, который в то время назывался Законом о сохранении исчезающих видов.
Многие сочувствуют куколке как аутсайдеру, который должен был проиграть, но продолжал бороться. Возможно, вы даже слышали о них в знаменитом подкасте «Преступник», в котором задокументирован общественный резонанс, вызванный тем, что несколько человек невольно устроили слишком большую вечеринку возле Дьявольской дыры. Люди действительно заботятся об этих рыбках.
Неглубокий генетический фонд
Теперь новое исследование выявило еще одно препятствие на пути к их выживанию - инцест.
Изоляция Devils Hole затрудняет поиск нового партнера. Это все равно, что постоянно натыкаться на своего бывшего в магазине, если он был еще и вашим двоюродным братом. Ранее в этом месяце ученые сообщили в Proceedings of the Royal Society результаты генетического анализа, проведенного на куколке Devils Hole. Исследователи обнаружили, что последовательности видов в среднем идентичны на 58 процентов, что, по словам Кристофера Мартина, биолога-эволюциониста из Калифорнийского университета в Беркли, «эквивалентно пяти-шести поколениям полных скрещиваний братьев и сестер». автор статьи. Исследователи подсчитали, что куколка Дьявольской норки является самым инбредным видом в мире.
В этом исследовании исследователи секвенировали полный геном восьми куколок Дьявольской норы и одного сохранившегося экземпляра из 1980-х годов. Они также секвенировали геномы родственных видов в близлежащих районах.
Образцы из 1980-х годов помогли исследователям определить, что популяция была сильно инбредной даже до узких мест в популяции в 2013 и 2017 годах. Это открытие предполагает, что куколка имеет историю неоднократных сокращений популяции. Неудивительно, что куколка Дьявольской норы несет значительно большую мутационную нагрузку, чем любая другая пустынная куколка, участвовавшая в исследовании.
Мутации куколок
Исследователи обнаружили несколько серьезных вредных генетических мутаций. Например, у восьми образцов были мутации в гене, связанном с морфологией сперматозоидов. Это делает удивительным, что рыба вообще может размножаться. Они также обнаружили пять генетических делеций, связанных с гипоксией или низким содержанием кислорода. Изменения в этих генах неудивительны, учитывая, что в Дьявольской дыре очень гипоксическая среда.
Парадоксально, однако, делеции предполагают, что куколка Дьявольской норы может быть плохо приспособлена, чтобы физиологически справляться со стрессом в среде с низким содержанием кислорода. Это может объяснить, почему они не так успешно размножаются, как другие куколки.
Авторы предупреждают, что было бы опрометчиво немедленно начинать лечение этих вредных вариантов. Сначала нам нужно связать эти генетические изменения со снижением выживаемости или размножения.
Исследование показывает, что куколка Дьявольской дыры по-прежнему находится в серьезной опасности. Изменение климата усугубит опасность, сократив сезонный период, когда условия оптимальны для вылупления на мелководье, где нерестится куколка Дьявольской дыры. Поскольку экологический стресс имеет тенденцию усугублять проблемы, создаваемые инбридингом, мы знаем, что куколка Дьявольской норы сталкивается с взаимодействующими угрозами, которые затрудняют выживание. Как и многие другие угрозы, которые, по прогнозам, уничтожат этих существ размером с большой палец, кажется, что куколка Дьявольской дыры восприняла свою генетическую ситуацию спокойно. Никто не может игнорировать то, как их население продолжает расти.
Мы даже можем помочь. Интеграция выборки генома с усилиями по сохранению является новым и многообещающим научным предприятием. Как только мы свяжем мутацию с изменением выживаемости или плодовитости, мы сможем внимательно следить за этим геном и выявлять мутации по мере их возникновения. Это предвидение дает ученым больше шансов попробовать использовать программы разведения в неволе для улучшения генетического разнообразия до того, как популяция упадет ниже уровня восстановления.
В этом суть управления исчезающими видами - вы должны остановить вид, пересекающий финишную черту. Если вид вымер, пути назад уже нет.