Как сохранить диких кошек дикими: древняя ДНК предлагает свежие идеи

В отдаленном уголке Шотландского нагорья исследователи собираются посмотреть, что происходит, когда кошки становятся дикими.

В июне в национальном парке Кэрнгормс, Великобритания, были выпущены первые выведенные в неволе европейские дикие кошки (Felis silvestris), оснащенные ошейниками с GPS-отслеживанием. Если все пойдет по плану, они сформируют устойчивую популяцию животного, которое когда-то бродило по лесам Британии, но сейчас практически вымерло.

“Последняя надежда для шотландских диких кошек – популяция диких кошек в неволе”, – говорит Джо Ховард-МаКкомб, специалист по генетике Королевского зоологического общества Шотландии (RZSS) в Эдинбурге, Великобритания, которое возглавляет усилия по разведению диких кошек.

Есть только одна проблема: домашние кошки (Felis catus) или, точнее, их ДНК. Все выведенные в неволе дикие кошки – и те немногие, которые все еще живут в дикой природе, – имеют различный уровень ДНК домашней кошки в результате десятилетий скрещивания. Исследователи опасаются, что скрещивание с бродячими домашними животными еще больше разбавит геном дикой кошки- также известной как горный тигр, до тех пор, пока в нем не останется ничего “дикого”.

Но теперь результаты древней геномики стимулируют усилия по разведению в неволе. Опубликованное сегодня исследование древней геномики показало, что дикие кошки начали размножаться со своими домашними собратьями сравнительно недавно, в конце двадцатого века2. По крайней мере, за 2000 лет до этого – когда римляне, викинги и другие древние общества, любившие кошек, брали с собой одомашненных кошачьих, куда бы они ни пошли, – эти два вида редко смешивались, даже когда жили бок о бок.

“Это меняет представление о перспективах сохранения шотландской дикой кошки в ее исконной форме”, – говорит Джонатан Лосос, биолог-эволюционист из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури, который не принимал участия в исследованиях. “Это не безнадежное дело”.

Дикие предки

Исследователи все еще обсуждают детали, но ясно, что домашние кошки в основном происходят от вида диких кошек (Felis lybica), который отличается от европейских диких кошек и обитает на территории современной Северной Африки, Африки к югу от Сахары и Ближнего Востока. Ученые считают, что кошки F. lybica установили взаимовыгодные отношения с ранними фермерскими сообществами на Ближнем Востоке тысячи лет назад. Но, возможно, именно древние египтяне превратили этих частично одомашненных существ во что-то более похожее на современных домашних кошек, говорит Лесли Лайонс, специалист по генетике кошек из Университета Миссури в Колумбии. “Они мумифицировали тысячи из них, десятки тысяч. Я бы сказал, что они были первыми заводчиками кошек”.

В 2017 году исследование древней ДНК показало, что останки некоторых древних кошек в Европе и на Ближнем Востоке, датируемые примерно 800 годом ДОн.э. и позже, имели те же митохондриальные ДНК-маркеры, что и у египетских мумий кошек3не менее. Затем, 1000 лет спустя, та же родословная обнаруживается в останках кошек из порта викингов недалеко от Балтийского моря.

Вполне логично, что ранние европейцы импортировали своих кошек, а не пытались одомашнить диких кошек, которые бродили по их лесам. Современные африканские дикие кошки гораздо более терпимы к людям, чем их “дьявольски злые” европейские собратья, говорит Лосос. “Как бы хорошо вы с ними ни обращались, они вырастают в отвратительных животных, которые являются ужасными домашними животными”.

Несмотря на их более темный характер, бывает трудно отличить европейских диких кошек от их домашних собратьев. Дикие кошки, которые все еще процветают в более крупных, менее гибридизованных популяциях в некоторых частях Европы и Западной Азии, как правило, немного крупнее и имеют более густые хвосты, чем домашние кошки. В результате скрещивания со своими домашними собратьями дикие кошки Шотландии в настоящее время представляют собой то, что биологи называют ‘гибридным роем’ смешанных скрещивающихся особей, и родословная диких кошек находится под угрозой исчезновения.

Усилия по разведению

Но для по-настоящему диких шотландских диких кошек еще не все потеряно. В более чем 35 зоопарках, парках дикой природы и других местах по всему Соединенному Королевству обитает популяция из примерно 150 животных в неволе. Эти животные содержат разное количество ДНК домашней кошки, но меньше, чем нынешняя “дикая” популяция, говорит Хелен Сенн, руководитель отдела охраны природы RZSS и ее программы по сохранению диких кошек.

В 2019 году организация Saving Wildcats выиграла финансирование Европейского Союза для программы разведения диких кошек в неволе с целью восстановления популяции диких кошек. Животных разводят в парке дикой природы в Шотландском нагорье и выращивают в больших натуралистичных вольерах вдали от посетителей.

На данный момент 19 диких кошек были выпущены на участок земли площадью более 600 квадратных километров, называемый ландшафтом Кэрнгормс Коннект. Цель состоит в том, чтобы выпустить около 60 диких кошек к 2026 году, чтобы дать животным достойный шанс сформировать самоподдерживающуюся дикую популяцию.

Для успеха программы решающее значение будет иметь предотвращение дальнейшего скрещивания с домашними кошками. Команда Saving Wildcats обратилась к людям, живущим неподалеку от места раскопок, с просьбой стерилизовать своих домашних кошек и предпринять другие шаги для защиты их от диких кошек. Сенн надеется, что гибридизация может быть ограничена.

Исследователи говорят, что важно выяснить, когда и почему домашние кошки и дикие кошки вообще начали смешиваться. “Нам нужно понять факторы, которые привели к этому, чтобы предотвратить повторение подобного”, – говорит Говард-МаКкомб.

Древние образцы

Чтобы выяснить, когда кошки, произошедшие от африканских диких кошек, начали смешиваться с европейскими дикими кошками, международная группа исследователей проанализировала геномы десятков древних и современных кошек, которые в основном обитали в Европе и включали животное из Шотландии возрастом 8000 лет, которое, как считается, жило до появления там домашних кошек.

Геномы древних домашних кошек, в том числе 2000-летней кошки, найденной в римском дворце в Западном Сассексе, Великобритания, практически не содержали ДНК европейской дикой кошки. Останки дикой кошки 600-летней давности, которые, возможно, были приручены, найденные в разрушенном замке на севере Англии, не содержали в своем геноме никаких следов домашних кошек, хотя другие останки кошек на месте раскопок содержали митохондриальную ДНК, обычно встречающуюся у домашних кошек. “Они жили бок о бок 2000 лет, поэтому удивительно, что они не скрещивались”, – говорит соавтор исследования Марк Бомонт, популяционный генетик из Университета Бристоля, Великобритания.

Одним из объяснений могут быть резкие различия в поведении двух видов, говорит Лоран Франц, популяционный генетик из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене, Германия, который совместно руководил исследованием с Грегером Ларсоном, исследователем древней ДНК из Оксфордского университета, Великобритания. Домашние кошки счастливы жить с людьми, другими кошками и даже собаками, в то время как дикие кошки предпочитают уединенный образ жизни. “Если вы сегодня зайдете в любой город, то увидите бродячих домашних кошек. У диких кошек этого не происходит ”, – говорит Франц.

В Шотландии это ледяное сосуществование, похоже, продолжалось вплоть до двадцатого века, говорится в исследовании, в котором были проанализированы геномы ныне живущих и древних кошек, а также музейные образцы потенциальных диких кошек, преимущественно начала двадцатого века. Команда, возглавляемая Говардом-Маккомбом, Бомонтом, Сенном и специалистом по популяционной генетике Дэниелом Лоусоном, который также работает в Университете Бристоля, подсчитала, что домашние кошки и дикие кошки, вероятно, не начали значительно смешиваться до 1970-х годов. “Это было огромным сюрпризом”, – говорит Бомонт.

Снова дикие

Текущая программа разведения диких кошек, хотя и исключает животных с особенно высоким уровнем ДНК домашней кошки, выбирает племенные пары с целью сохранения генетического разнообразия. Команда Сенна, однако, надеется пойти дальше, используя смелую стратегию разведения, которая могла бы привести к постепенному стиранию ДНК домашней кошки из геномов диких кошек.

Процесс, называемый деинтрогрессией, включает в себя секвенирование геномов диких кошек— содержащихся в неволе, и объединение этих животных с ДНК домашних животных, которая в основном встречается в неперекрывающихся областях их геномов. Мы надеемся, что случайно некоторые котята в помете унаследуют больше диких версий генов, чем есть у обоих родителей, и эти особи будут включены в будущие раунды разведения, чтобы еще больше снизить уровень ДНК домашних кошек (см. ‘Восстановление генома’).

Деинтрогрессия никогда раньше не применялась, говорит Лоусон. В препринте, опубликованном в июле, он, Сенн, Ховард-МаКкомб и Бомонт подсчитали, что для восстановления полного генома шотландской дикой кошки потребуется 10-20 поколений, и теперь команда подала заявку на финансирование, чтобы применить эту теорию на практике.

Тем не менее, избавление от ДНК домашней кошки из генома дикой кошки не лишено неопределенности. “Мы не знаем, какие гены делают дикую кошку дикой кошкой”, – говорит Сенн. Некоторые ДНК домашних кошек могут быть полезны: например, определенные варианты генов могут помочь популяции противостоять болезням. Проведенный командой анализ геномов диких кошек выявил признаки этого: гены домашних кошек, участвующие в иммунитете, по-видимому, подвергаются естественному отбору в геномах шотландских диких кошек, потенциально защищая их от болезней, циркулирующих среди домашних кошек. “Вероятно, дикие кошки уже вымерли бы, если бы не гибридизация”, – говорит Сенн.

Первые результаты программы разведения положительны. В обновлении от 13 октября RZSS сообщила, что 18 из выпущенных диких кошек все еще живы, заняли подходящую среду обитания и успешно охотятся. Но животных ждет суровая зима, и успех выпуска в этом году будет ясен только в период размножения. Мечта Сенн – увидеть диких кошек, бродящих по обширным территориям Шотландии — результат, который может продлиться десятилетия, признает она. “В деле сохранения природы мы занимаемся надеждой”.