Исследование ДНК дельфинов позволяет выявить адаптацию к местной океанографии
Дельфины обыкновенные (Delphinus delphis) - широко распространенные и очень подвижные морские млекопитающие. Они обитают в прибрежной и пелагической среде в умеренных и субтропических водах как в северном, так и в южном полушарии. В этих условиях они образуют региональные субпопуляции, которые можно различить на генетической основе, несмотря на то, что отдельные особи могут мигрировать между популяциями. Понимание географического расположения региональных субпопуляций важно для долгосрочного сохранения вида и управления им.
Предыдущие исследования выявили три отдельные региональные популяции обыкновенных дельфинов в водах Австралазии; одна популяция обитает на южном побережье Австралии, другая - вдоль восточного побережья, а третья - в водах вокруг Тасмании и Новой Зеландии. Однако во всех этих районах существует множество субпопуляций, и мало информации о факторах, которые их разделяют, или о генетических характеристиках групп.
В морской среде трудно определить конкретные барьеры и условия, которые разделяют генетически разные популяции. Они могут включать такие факторы, как пространственное расстояние, океанографические особенности, такие как течения, апвеллинг или экологические градиенты, или экологические различия, требующие специфических стратегий питания или поведения. Сложность этих факторов затрудняет их разделение для определения соответствующей политики по сохранению и управлению.
Новое комплексное исследование, проведенное Университетом Флиндерса, стало первой широкомасштабной переписью генетического разнообразия популяций обыкновенных дельфинов, обитающих вдоль 3000 км южного побережья Австралии. Цель исследования, опубликованного в журнале BMC Ecology and Evolution, - количественно оценить генетическое разнообразие субпопуляций дельфинов и понять, какие океанические условия служат барьерами между группами. Авторы надеются, что их результаты помогут разработать стратегии сохранения и управления, которые будут поддерживать долгосрочный поток генов между популяциями.
Первый автор исследования доктор Андреа Барсело говорит, что высокий уровень геномной вариативности может сыграть важную роль в долгосрочном выживании этих широко распространенных морских млекопитающих и других видов, особенно в условиях продолжающихся изменений среды обитания, связанных с изменением климата и деятельностью человека.
"Информация о том, как окружающая среда влияет на ДНК-разнообразие морских популяций, может помочь в управлении популяциями и в прогнозировании того, как они могут справиться с изменением климата и другими антропогенными воздействиями", - говорит доктор Барсело.
Кроме того, исследователи из университетов Флиндерс и Маккуори подчеркивают важность поддержания связей между различными группами для содействия потоку генов и долгосрочной геномной вариативности. Это, в свою очередь, повысит жизнеспособность популяции в условиях антропогенного воздействия, включая неблагоприятные климатические явления.
"Несмотря на то, что многие условия размножения и питания до сих пор неизвестны, менеджерам по управлению прибрежной средой важно учитывать важность разнообразия ДНК, особенно в случае изменения ключевых условий окружающей среды, таких как температура воды, соленость и источники пищи", - сказала соавтор исследования профессор Люциана Мёллер.
Геномный анализ более 200 дельфинов с южного побережья Австралии выявил наличие пяти популяций дельфинов между Западной Австралией и Викторией. Адаптивная дивергенция была сопоставлена с ключевыми условиями окружающей среды и доступными запасами рыбной пищи, подпитываемыми океаническими апвеллами и местными сезонными циркуляциями.
Результаты показали, что геномные различия у дельфинов южного побережья Западной Австралии были связаны с местными течениями, в то время как на геномную дифференциацию обычных дельфинов с участков вдоль разлома континентального шельфа влияли колебания первичной продуктивности и температуры поверхности моря. Напротив, геномная дифференциация популяций дельфинов из защищенных прибрежных местообитаний и более замкнутых районов заливчиков была связана в основном с колебаниями солености и местной температуры окружающей среды.
Субпопуляции обыкновенных дельфинов, по-видимому, демонстрируют локализованную верность месту обитания и адаптацию к питанию и жизни в среде со специфическими условиями. Это усиливает генетическую вариативность вида в глобальном масштабе и, вероятно, позволяет адаптироваться к изменяющимся условиям, пока существует генетический обмен между субпопуляциями.
Исследователи заключают, что такая геномная оценка морского ландшафта позволяет выявить гены-кандидаты для будущих сравнительных исследований обыкновенных дельфинов и, возможно, других видов дельфинид, которые обитают в сходных динамичных средах по всему миру.
