Morświn vaquita, najmniejszy ssak morski na świecie, jest na skraju wyginięcia, a 10 lub mniej nadal żyje w meksykańskiej Zatoce Kalifornijskiej, ich jedynym siedlisku. Jednak analiza genetyczna przeprowadzona przez zespół biologów z UCLA i współpracowników wykazała, że krytycznie zagrożony gatunek pozostaje względnie zdrowy i może potencjalnie przetrwać – jeśli nielegalne połowy „sieciami skrzelowymi” natychmiast przestaną.
„Co ciekawe, odkryliśmy, że vaquita nie jest skazana na czynniki genetyczne, takie jak szkodliwe mutacje, które mają tendencję do wpływania na wiele innych gatunków, których pula genów zmniejszyła się do podobnego punktu”, powiedział Christopher Kyriazis, doktorant z UCLA w dziedzinie ekologii i biologii ewolucyjnej oraz współautor badania. „Zakazane rybołówstwo pozostaje ich największym zagrożeniem”.
Małe morświny, o długości od 4 do 5 stóp, często zaplątują się i giną w sieciach skrzelowych o dużych oczkach używanych przez kłusowników polujących na totoaba, zagrożoną rybę, wysoko cenioną w niektórych krajach ze względu na jej właściwości lecznicze. Podczas gdy Meksyk zakazał połowu totoaby i zabronił używania tych sieci w środowisku vaquitas, wielu twierdzi, że zakazy nie zawsze są egzekwowane.
Naukowcy przeanalizowali genomy 20 vaquita żyjących w latach 1985-2017 i przeprowadzili symulacje obliczeniowe, aby przewidzieć ryzyko wyginięcia gatunku w ciągu następnych 50 lat. Doszli do wniosku, że jeśli łowienie sieciami skrzelowymi natychmiast się zakończy, vaquita ma bardzo dużą szansę na wyzdrowienie, nawet przy chowie wsobnym. Jeśli jednak praktyka ta będzie się utrzymywać, nawet umiarkowanie, perspektywy ożywienia są mniej optymistyczne.
Wyniki badań opublikowano 6 maja w czasopiśmie Science.
„W porównaniu z innymi gatunkami, vaquita ma większą szansę odbicia się po ekstremalnym załamaniu populacji bez ponoszenia poważnych konsekwencji genetycznych w wyniku chowu wsobnego” – powiedziała współautorka, Jacqueline Robinson, habilitantka z UC San Francisco, która uzyskała doktorat z biologii na UCLA. „Różnorodność genetyczna u vaquitas nie jest tak niska, aby stanowiła zagrożenie dla ich zdrowia i trwałości. Po prostu odzwierciedla ich naturalną rzadkość”.
Różnorodność genetyczna jest miarą różnic występujących w genomie między osobnikami w populacji. Duże populacje mają zwykle wiele różnic, podczas gdy naturalnie mniejsze lub zdziesiątkowane mają mniej, co skutkuje bardziej podobnymi genetycznie osobnikami. To podobieństwo może często skutkować większą częstością występowania szkodliwych mutacji, które zagrażają populacji, ponieważ jest bardziej prawdopodobne, że ludzie odziedziczą ten sam zmutowany gen od obojga rodziców, powiedział starszy autor Kirk Lohmueller, profesor ekologii i biologii ewolucyjnej oraz genetyki człowieka na UCLA.
„Dominującym poglądem w biologii konserwatorskiej i genetyce populacyjnej jest to, że małe populacje mogą akumulować szkodliwe mutacje” – powiedział Lohmueller. „Jednak nasze odkrycie, że vaquita prawdopodobnie ma mniej silnie szkodliwych mutacji ukrywających się w populacji, oznacza, że są one lepiej przygotowane do przetrwania przyszłego chowu wsobnego, co dobrze wróży ich całkowitemu wyzdrowieniu”.
Więc co chroni vaquity przed genetycznym niebezpieczeństwem chowu wsobnego? Wiele z tego ma związek z faktem, że zawsze stanowili niewielką populację w bardzo małym środowisku na północnym krańcu zatoki – stwierdzili naukowcy. Chociaż ich historyczne liczby nie są znane, pierwsze kompleksowe badanie z 1997 r. objęło około 570 morświnów – liczba ta stale spadała w ciągu ostatnich 25 lat, ale na początku nie była duża.
„Są zasadniczo morskim odpowiednikiem gatunku wyspiarskiego” – powiedział Robinson, który zauważył, że gatunek przetrwał dziesiątki tysięcy lat przy niskiej różnorodności genetycznej. „Naturalnie niska liczebność vaquitas pozwoliła im stopniowo usuwać wysoce szkodliwe recesywne warianty genów, które mogą negatywnie wpływać na ich zdrowie podczas chowu wsobnego”.
W rzeczywistości, powiedział Robinson, z 12 gatunków ssaków morskich – w tym vaquitas – naukowcy przeanalizowali genetycznie, vaquity miały najmniejszą liczbę potencjalnie szkodliwych mutacji.
Chociaż wzajemne oddziaływanie między małą populacją, chowem wsobnym i szkodliwymi wariacjami genetycznymi jest złożone, podejście zastosowane przez zespół w tym badaniu może pomóc rzucić światło na tę dynamikę.
„Dzięki genomowym zestawom danych mamy teraz możliwość rozwiązania tej złożoności” – powiedział Robinson. „Gatunki mogą różnić się poziomem szkodliwej zmienności genetycznej i nie wszystkie zostaną dotknięte dokładnie w ten sam sposób przez zmniejszoną wielkość populacji lub chów wsobny. Obecnie istnieje wiele przykładów gatunków powracających do zdrowia po ekstremalnym spadku”.
„Mamy nadzieję, że nasza analiza przyda się nie tylko do wykazania potencjału regeneracji vaquita”, powiedział Kyriazis, „ale także do zwrócenia uwagi na nowatorskie podejście symulacyjne oparte na genomice dla zagrożonych gatunków”.
Co zachęcające, ocalałe vaquitas w północnej Zatoce Kalifornijskiej aktywnie się rozmnażają i wyglądają na zdrowe. Jednak sieci skrzelowe kłusowników nadal stanowią egzystencjalne zagrożenie dla gatunku i jeśli nie zostaną podjęte dalsze środki w celu ochrony morświnów, istnieje wyraźna możliwość, że mogą wyginąć. Strata byłaby wielką tragedią, powiedział starszy autor badania, Robert Wayne z UCLA.
„Vaquita jest symbolem wyjątkowej różnorodności występującej w Zatoce Kalifornijskiej, którą opisał John Steinbeck w jego wspaniałej książce „The Log From the Sea of Cortez” z 1951 r. – powiedział Wayne, wybitny profesor ekologii i biologii ewolucyjnej. profesor Instytutu Medycznego Howarda Hughesa. „Reprezentuje unikalny rodowód ewolucyjny – nigdzie na świecie nie ma podobnego gatunku – a jego utrata pozbawiłaby ekosystem ważnego drapieżnika przystosowanego do tego wyjątkowego ekosystemu”.
Źródła finansowania badań obejmowały Narodowe Instytuty Zdrowia, Narodową Administrację Oceaniczną i Atmosferyczną (NOAA) oraz Meksykańską Narodową Radę Nauki i Technologii.
Wśród współautorów znaleźli się Phillip Morin z Southwest Fisheries Science Center NOAA; badacze vaquity Barbara Taylor z NOAA i Lorenzo Rojas-Bracho; Sergio Nigenda Morales z Jednostki Zaawansowanej Genomiki w Irapuato, Guanajuato, będącej częścią meksykańskiego Narodowego Laboratorium Genomiki na rzecz Bioróżnorodności; oraz Annabel Beichman z Uniwersytetu Waszyngtońskiego. Morales i Beichman zdobyli doktoraty na UCLA, studiując pod kierunkiem Wayne’a i Lohmuellera.