Серый волк: генетический портрет хищника
Кандидат биологических наук Надежда Маркина. Фото с выставки Виктории Смирновой
В Государственном Дарвиновском музее до конца октября проходит выставка «Белый клык», посвящённая герою романа Джека Лондона — волкособу, реально существующему гибриду волка и собаки.
В Государственном Дарвиновском музее до конца октября проходит выставка «Белый клык», посвящённая герою романа Джека Лондона — волкособу, реально существующему гибриду волка и собаки. В создании выставки приняли участие сотрудники лаборатории популяционной генетики имени академика Ю. П. Алтухова Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН, где почти двадцать лет изучают и волков, и волкособов, а также пытаются ответить на вопрос, как серый волк заселил почти все широты Северного полушария, оставаясь при этом единым биологическим видом.
Зверь, для которого нет преград
Серый волк Canis lupus в культуре народов мира: в славянской, финно-угорской, скандинавской, западноевропейской мифологии, в мифологии североамериканских индейцев — предстаёт символом опасности и зла. В сказках и легендах он обычно обладает разрушительной силой и внушает страх. В природе волк — крупный хищник, это его экологическая ниша, и он играет незаменимую роль в экосистемах, регулируя численность копытных и других животных. А чем интересен волк с точки зрения генетики?
По словам заведующего лабораторией популяционной генетики Института общей генетики (ИОГен РАН), доктора биологических наук Дмитрия Политова, для учёных волк — интересный и сложный объект прежде всего потому, что он невероятно широко расселился по планете: волк обитает и в лесном поясе, и в степи, и в горах, и в тундре, и в пустыне — он заселил все широты и почти все высотные пояса. Если посмотреть на исторический ареал волка, можно увидеть, что ни один наземный хищник никогда не обладал такой экологической пластичностью и не был распространён настолько широко. В прошлом волк обитал на большей части Евразии и Северной Америки. Такое широкое расселение стало возможным потому, что волки совершают довольно дальние миграции и на своём пути преодолевают всевозможные преграды. Они могут переходить через горные перевалы, переплывать реки, путешествовать по льду, например с материка на остров Врангеля и обратно. Однако из-за вмешательства человека ареал серого волка значительно сократился, особенно в южных областях. Только в по-следнее время благодаря более взвешенной политике регулирования его численности, а также мерам по реинтродукции в ряде стран и регионов идёт частичное восстановление исторической зоны обитания хищника.
Генетики, используя определённые ДНК-маркеры, исследуют генетическое разнообразие как внутри одной популяции, так и межпопуляционное, показывающее, насколько локальные популяции отличаются друг от друга. Трудность изучения заключается в том, что при интенсивных миграциях между локальными популяциями происходит постоянный обмен генами, они перемешиваются, и территориальная структура размывается. Когда у животного нет преград — это большая проблема для популяционного генетика.
Но несмотря на то, что географически разные популяции генетически не изолированы, волки, обитающие в лесу средней полосы, отличаются от волков, живущих в тундре, в горах или в пустыне, а кавказский волк не похож на камчатского и т. д. При этом различия касаются только внешнего вида: размеров тела и окраски шерсти. Учёные не находят таких генетических отличий, которые дали бы основание считать их разными видами или хотя бы подвидами. Например, в Казахстане был широко распространён степной волк, отличающийся от волков средней полосы более короткой, редкой шерстью и несколько меньшими размерами. С ним в 1950—1960-е годы активно боролись и почти полностью истребили. Волки остались в горах, где они выглядят по-другому. Но когда давление со стороны человека снизилось, волки спустились с гор, снова заселили степь и обрели тот же фенотип, характерный для степного волка. Используя стандартный набор генетических маркеров, пока не получается объяснить, почему волки в разных экологических условиях отличаются. Больше информации могло бы дать полногеномное секвенирование, но пока для подобных исследований нет финансовых возможностей.
«Есть гипотеза, что различия между популяциями волков появляются на уровне не генетики, а эпигенетики, — поясняет Дмитрий Политов. — К этому относятся химические модификации, не затрагивающие последовательность ДНК, например метилирование. Таким путём меняются не сами гены, а регуляция их активности. И, возможно, когда волк попадает в условия леса, тундры или степи, эти регуляторные механизмы включают одни гены и выключают другие. Как результат — из исходного архетипа серого волка получаются разные фенотипы». Но изучать волка, да и любой дикий вид на уровне эпигенетики довольно сложно и дорого, на данный момент исследователи не могут себе этого позволить...
Продолжение статьи читайте в номере журнала
