Тасманийские дьяволы очень быстро эволюционировали, чтобы избежать вымирания

Заразное смертельное заболевание, получившее название лицевая опухоль тасманийских дьяволов было впервые обнаружено у этих животных в 1996 году и очень скоро поставило некогда процветавший вид на грань вымирания. Всего за два десятилетия болезнь сократила популяцию сумчатых хищников более чем на 80%, и учёные с прискорбием предрекали виду скорое исчезновение.

Но новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показывает, что тасманийских дьяволов ещё рано хоронить. Всего за несколько поколений, то есть очень быстро по эволюционным меркам, часть животных выработала генетическую устойчивость к опухоли, которая даёт надежду на выживание эндемичного вида.

Лицевая опухоль дьяволов представляет собой редкую разновидность заразного рака. Болезнь начинается с небольших опухолей вокруг рта, но быстро распространяется по голове и телу. Примерно через год после появления первых симптомов злокачественные образования блокируют зрение, слух и обоняние животного. После этого хищник не может добывать пищу и быстро умирает от голода.

Заболевание легко передаётся от больных животных здоровым во время драк. Тасманийские дьяволы известны своим агрессивным поведением, и клетки опухоли укрепляются в ранах при укусах.

Но, несмотря на то, что в некоторых районах Тасмании эпидемия уничтожила до 95% животных, даже там сформировались небольшие группы дьяволов, которые избежали незавидной участи.

Чтобы выяснить, какие генетические особенности обеспечивают им защиту от рака, команда исследователей под руководством эволюционного генетика Эндрю Шторфера (Andrew Storfer) из Университета Вашингтона изучила часть генома 294 дьяволов из трёх природных популяций. При этом учёные использовали образцы, взятые до и после развития эпидемии DFTD в середине 90-х годов прошлого века.

В ходе анализа выяснилось, что после вспышки заболевания у животных во всех трёх группах стали чаще встречаться изменения в нескольких генах, пять из которых связаны с иммунитетом и борьбой с раком у других млекопитающих. Особый интерес вызвали два гена – CD146 и THY1, которые помогают иммунной системе распознавать чужеродные клетки.

Обычно опухоль представляет собой перерождённые собственные клетки организма, но в случае с DFTD рак заносится извне, и все случаи заражения происходят от первого заболевшего тасманийского дьявола (а значит, являются для заболевшего чужеродным материалом). Однако организм заразившихся животных по каким-то причинам не считает опухолевые клетки угрозой. По словам Шторфера, именно гены CD146 и THY1 являются наиболее вероятными кандидатами на возникновение устойчивости к болезни, потому что позволяют на ранней стадии заражения заметить рак и запустить механизмы иммунной защиты.

Теперь учёные могут отбирать животных с генетической адаптацией к DFTD и целенаправленно разводить их в обособленных популяциях. Команда также займётся поиском генов устойчивости у тасманийских дьяволов с западного побережья Тасмании – единственной части острова, которая не пострадала от заболевания.

Как сообщается в пресс-релизе университета, законы, охраняющие вымирающий вид, не позволяют намеренно заразить животных с обнаруженными генетическими особенностями лицевой опухолью, чтобы наверняка убедиться в защитной функции найденных генов. Поэтому Шторфер и его коллеги вынуждены проверять свои догадки в ходе лабораторных экспериментов.

Добавим, что науке известны примеры быстрой эволюции, которая развивалась буквально на глазах учёных, но до сих пор ничего подобного они не наблюдали у позвоночных животных. Например, кроликам, завезённым в Австралию в середине 19 века, понадобилось более пятидесяти поколений, чтобы выработать устойчивость к смертельной вирусной инфекции – миксоматозу.