Полногеномный анализ подтвердил фертильность гибридов лесных куниц и соболей
Интернет-издание N+1 8 августа 2025 г.
Сайт Сибирская наука 11 августа 2025 г.
Генетики секвенировали и проанализировали полные геномы трех десятков лесных куниц, соболей и их гибридов — кидусов. Исследователи определили, что эволюционные линии этих двух видов разошлись около 1,5 миллиона лет назад. Несмотря на это, в зоне, где их ареалы пересекаются, они иногда дают фертильное потомство, в результате чего происходит двунаправленная интрогрессия. Ученые также обнаружили, что генетическое разнообразие лесных куниц находится на низком уровне — примерно в три раза ниже, чем у соболей, популяция которых в недавнем прошлом пережила огромное сокращение. Как сообщается в препринте, выложенном на сайте bioRxiv.org, высокий уровень генетического разнообразия у соболей, возможно, отражает успешность реинтродукции этих животных.
Лесные куницы (Martes martes) и соболя (M. zibellina) — два близких друг другу вида животных, ареалы которых частично перекрываются. Они сосуществуют в лесах Приуралья и в Западной Сибири, где лесные куницы расселились вплоть до бассейна Оби. На этих территориях встречаются кидусы (кидасы) — природные гибриды первого поколения между куницами и соболями. Внешне они отличаются от обоих родителей, но по поведению больше похожи на соболей.
Ареалы лесных куниц и соболей, а также зона их симпатрии.
На карте также обозначены места, откуда происходили образцы для полногеномного секвенирования
Еще в 1976 году советский исследователь Николай Граков опубликовал результаты эксперимента по скрещиванию лесных куниц и соболей в лаборатории. Кидусы рождались только при спаривании самца соболя и самки куницы. Гибридные самки не давали потомство от гибридных самцов, но могли родить от самца соболя. Также не принесли успехов попытки скрестить самок соболя с гибридными самцами. Однако эксперимент был ограничен малым количеством попыток получить гибридное потомство от небольшого числа животных.
Новые генетические данные показывают иное. Так, Андрей Томаровский из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН вместе с группой российских ученых, коллегами из Великобритании, Германии, Дании, Китая, США и Франции секвенировали полные геномы 30 диких особей: 12 соболей, 6 куниц и 12 предполагаемых гибридов. Также в исследование включили еще три ранее прочитанных генома. Полученные данные позволили определить примерное время разделения эволюционных линий соболя, лесной куницы: по оценкам исследователей, предки соболей и лесных куниц разошлись около 1,5 миллиона лет назад (доверительный интервал — от 2,06 до 1,05 миллиона лет назад).
Филогенетическое дерево некоторых представителей семейства куньих
Анализ геномов методом главных компонент показал, что лесные куницы и соболя образуют два отдельных кластера, расположенных на разных краях распределения по первой компоненте. Уже на этом уровне на графике можно заметить, что четыре генома (T87, T84, T18 и T72) — выбросы. Ученые обратились к исследованию примесей и обнаружили, что среди предков 11 животных из выборки были как соболя, так и куницы. В их число попали три из четырех выбросов (кроме T72), выявленных методом главных компонент. При этом генетики не считали гибридными особей, в чьих геномах доля примеси составляла меньше пяти процентов. Тем самым в выборку попали 13 чистокровных соболей и 9 чистокровных куниц.
Дальнейшее исследование геномов гибридных особей показало, что гомологичные участки в их хромосомах рекомбинируют. Наблюдаемая на этом уровне картина свидетельствует о том, что зона совместного обитания лесных куниц и соболей — очаг гибридизации, в нем происходят многократные скрещивания между чистокровными видами и гибридами, а интрогрессированные аллели и однородительские маркеры затем распространяются из этого очага в разных направлениях. Только у двух чистокровных куниц ученые обнаружили митохондриальную ДНК самих лесных куниц. Во всех остальных случаях она была интрогрессирована от самок соболей, от представительниц четырех различных клад.
Результаты анализа методом главных компонент и исследования примесей в геномах
Генетические различия между представителями двух видов, по-видимому, могут сказываться на фертильности. Ученые обнаружили, что гены SPMIP7 и ZPBP, связанные с плодовитостью (в частности, они участвуют в сперматогенезе), находятся у этих животных на длинном инвертированном участке 11-й хромосомы. Если гибрид получает аллели этих генов от представителей разных видов, а не одного, то это может потенциально влиять. С этим, возможно, связаны отмеченные ранее проблемы с фертильностью у конкретных кидусов.
Ученые также изучили генетическое разнообразие в популяциях лесных куниц и соболей. Результаты оказались неожиданными: у куниц оно оказалось очень низким — примерно в три раза ниже, чем у соболей, хотя соболи недавно пережили сильное сокращение численности из-за бесконтрольной охоты, которая закончилась только в XX веке. Возможно, это отражает успешность мероприятий по реинтродукции этих животных. Низкое генетическое разнообразие у лесных куниц, похоже, следствие давних событий, происходивших еще в эпоху плейстоцена (примерно 1,25–0,7 миллиона лет назад), когда численность их популяции серьезно снизилась.
Гибриды разных видов и даже родов встречаются в природе не так уж и редко. Например, ушастые тюлени периодически смешиваются друг с другом, что можно наблюдать по их генетическим данным. Порой ученые сталкиваются с весьма экзотическими случаями: не так давно биологи описали гибрида домашней собаки (Canis familiaris) и парагвайской лисицы (Lycalopex gymnocercus).
Михаил Подрезов