Žirafe u istočnoj Africi mogu biti još više ugrožene nego što se ranije mislilo. Nova studija koju su vodili istraživači u Penn State-u otkriva da se populacije masai žirafa koje su geografski odvojene Velikom Rift dolinom nisu ukrštale – niti razmenjivale genetski materijal – više od hiljadu godina, a u nekim slučajevima i stotinama hiljada godina. Istraživači preporučuju da se ove dve populacije razmatraju odvojeno u svrhu očuvanja, sa odvojenim, ali koordinisanim naporima očuvanja za upravljanje svakom populacijom.
Populacija žirafa je naglo opala u poslednjih trideset godina, sa manje od 100.000 jedinki koje su ostale širom sveta. Broj žirafa Masai, vrste pronađene u Tanzaniji i južnoj Keniji koju Međunarodna unija za očuvanje prirode (IUCN) smatra ugroženom, opao je za oko 50% u ovom periodu zbog ilegalnog lova i drugih ljudskih aktivnosti koje zadiru u njihovo stanište , sa samo oko 35.000 preostalih pojedinaca.
„Stanište masajskih žirafa je veoma fragmentirano, delom zbog brzog širenja ljudske populacije u istočnoj Africi u poslednjih 30 godina i posledičnog gubitka staništa divljih životinja“, rekli su Daglas Kavener, Doroti Foer Hak i Dž. Lojd Hak Uvažena katedra za evolucionu genetiku i profesor biologije na Penn State-u i vođa istraživačkog tima. „Pored toga, Velika Riftska dolina seče kroz istočnu Afriku, a strme padine njenih rubova predstavljaju strašnu prepreku za migraciju divljih životinja. Pogledali smo genome 100 žirafa Masai da bismo utvrdili da li su populacije sa obe strane rascepa prešle na razmnožavaju se jedni s drugima u nedavnoj prošlosti, što ima važne implikacije za očuvanje.“
Prema istraživačima, žirafe su loše penjači. Koristeći satelitske podatke visoke rezolucije, tim je pronašao samo dve lokacije na kojima je ugao padina pukotine bio dovoljno plitak da bi se žirafe potencijalno popele, ali nema izveštaja da su to zaista uradile. Da bi bolje razumeli istorijsku razmenu genetskih informacija, istraživači su koristili kombinaciju sekvenciranja celog genoma nuklearnog genoma, što uključuje genetske informacije prenete od oba roditelja, kao i mitohondrijski genom, koji uključuje informacije prenete samo sa majčinske linije. . Oni predstavljaju svoje rezultate u radu koji se pojavljuje 12. juna u časopisu Ecologi and Evolution.
„Ukrštanje između različitih populacija rezultira razmjenom genetskih informacija – koje se često nazivaju protokom gena – i generalno se smatra korisnim jer može poboljšati ukupnu genetsku raznolikost i pomoći malim populacijama u zaštiti od bolesti i drugih prijetnji“, rekao je Lan Vu-Cavener, docent istraživač biologije i član istraživačkog tima.
„Da bismo razumeli potencijalni tok gena kroz pukotinu, sekvencirali smo više od 2 milijarde baznih parova koji čine ceo nuklearni genom, kao i više od 16.000 baznih parova koji čine ceo mitohondrijalni genom. Ovi složeni podaci su predstavljali niz računarskih i izazove za skladištenje podataka za naš mali tim, ali korišćenje celog genoma umesto malog dela nam je omogućilo da definitivno istražimo obim protoka gena među ovim populacijama.“
Istraživači su identifikovali nekoliko blokova gena unutar mitohondrijalnog genoma koji se obično nasleđuju zajedno – koje istraživači nazivaju haplotipovima – u dve populacije i sproveli analizu mreže zasnovanu na obrascima sličnosti između tih haplotipova. Otkrili su da žirafe na istočnoj strani pukotine nisu imale haplotipove koji se preklapaju sa žirafama na zapadnoj strani rascepa, što sugeriše da ženke nisu migrirale preko pukotine da bi se razmnožavale u proteklih 250.000-300.000 godina.
„Protok gena posredovan ženama između dve populacije nije se desio stotinama hiljada godina, ili verovatno ikada“, rekao je Cavener. „Ovo je pokrenulo novo pitanje koje nismo očekivali o poreklu ovih populacija. Prvobitno smo mislili da je osnovana jedna populacija, a zatim su neki pojedinci prešli na drugu stranu rascepa da bi uspostavili drugu populaciju. Ali sada mislimo da su dve populacije osnovane nezavisno pre više od 200.000 godina“.
Analiza nuklearnog genoma sugeriše da se protok gena kroz kretanje muškaraca možda dogodio pre hiljadu godina. Istraživači planiraju da uzmu uzorke od dodatnih životinja iz obe populacije kako bi bolje razumeli kada i zašto je ovaj tok gena mogao prestati.
„Uzeti zajedno, ovi rezultati sugerišu da su populacije žirafa na svakoj strani rascepa genetski različite, pri čemu svaka populacija ima manje genetske raznolikosti nego da je jedna, veća međusobno povezana populacija“, rekao je Cavener.
„Postoje vrlo mali izgledi da će žirafe same preći preko pukotine, a translokacija je krajnje nepraktična sa žirafama. Ovo sugeriše da su žirafe Masai ugroženije nego što smo ranije mislili, i da napore za očuvanje svake populacije treba razmotriti nezavisno Nadamo se da će tanzanijske i kenijske vlade povećati zaštitu žirafa Masai i njihovih staništa, posebno imajući u vidu nedavni porast krivolova na žirafe u ovoj oblasti.“
Istraživači su takođe pronašli alarmantno visoke pokazatelje inbreedinga — procesa koji smanjuje genetsku raznolikost i ukupnu kondiciju populacije — i na istočnoj i na zapadnoj strani rascepa. Istraživači planiraju da nastave da proučavaju populacije masai žirafa sa obe strane rascepa, uključujući i one koje su posebno izolovane, kako bi bolje razumeli svaku opasnost sa kojom se suočavaju zbog inbridinga. Oni takođe planiraju da istraže kako se žirafe kreću između grupa na istočnoj strani rascepa, gde je stanište posebno fragmentirano, kako bi bolje razumeli kako da daju prioritet naporima za očuvanje da bi se održala povezanost između njih.
„Takođe bismo želeli da koristimo genetiku da razjasnimo roditeljske i braće i sestre odnose kod žirafa Masai“, rekao je Cavener. „Postoji mnogo toga što ne znamo o tome kako se žirafe pare, na primer da li se samo nekoliko mužjaka uspešno razmnožava u lokalnoj populaciji tokom mnogo godina ili se nekoliko mužjaka razmnožava u toj populaciji? Ova pitanja su od ključne važnosti za procenu stvarne populacije koja se razmnožava populacije i nastaviće da vodi naše napore da zaštitimo i očuvamo ove veličanstvene i harizmatične životinje.“
Pored Kavenera i Vu-Kavenera, istraživački tim u Penn Stejtu uključuje prvog autora Džordža Loheja, postdoktorskog naučnika koji je prikupio biološke uzorke divljih žirafa u Tanzaniji; Vanredni profesor biologije Derek Lee i akademski saradnik za biologiju Monika Bond, čiji je rad tokom protekle decenije na populaciji žirafa Masai u ovoj studiji bio od suštinskog značaja za dizajn projekta i interpretaciju rezultata; student osnovnih studija Dejvid Pirs; i diplomirani student Ksiaoii Hou.
