Wyniki najnowszych badań, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie "Science" przez naukowców University of Sydney i instytutu Cesar Australia, rzucają nowe światło na ocenę ryzyka genetycznego wśród gatunków zagrożonych wyginięciem. Naukowcy przeanalizowali kompletne genomy setek koali, odkrywając, że populacje dotychczas uznawane za najbardziej zagrożone wykazują pierwsze oznaki regeneracji genetycznej. Wyniki te podważają wieloletnie założenia dotyczące oceny bioróżnorodności i ryzyka wyginięcia.
Dotychczasowe podejście w działaniach zmierzających do ochrony gatunków zakładało, że gwałtowny spadek liczebności populacji, tzw. "wąskie gardło" genetyczne, prowadzi do utraty różnorodności genetycznej, wzrostu ryzyka chowu wsobnego i kumulacji szkodliwych mutacji. Najnowsze badania pokazują jednak, że rzeczywistość jest znacznie bardziej złożona.
Impulsem do rozpoczęcia szeroko zakrojonych analiz genomu były katastrofalne pożary buszu na wschodnim wybrzeżu Australii w latach 2019-2020. Ich skutki przyniosły faktyczne zagrożenie dla przyszłości koali. Zespół naukowców, pod kierunkiem dr Luke’a Silvera z Uniwersytetu w Sydney, przeprowadził sekwencjonowanie 418 pełnych genomów koali, tworząc tym samym unikatową bazę danych umożliwiającą śledzenie ewolucji populacji w czasie.
Analiza wykazała, że populacje koali z północnej Australii, charakteryzujące się wyższą różnorodnością genetyczną, jednocześnie noszą w sobie więcej szkodliwych mutacji i wykazują spadek efektywnej liczebności. Tymczasem populacje, które w przeszłości przeszły przez poważne "wąskie gardła" genetyczne, jak te z południowego stanu Wiktoria, obecnie się rozrastają. Proces ten prowadzi do powstawania nowych mutacji i większej liczby kombinacji genetycznych.
Dr Collin Ahrens, główny badacz prywatnego instytutu Cesar Australia podkreśla, że koale stanowią szczególny przypadek badawczy. Populacje w różnych regionach były zarządzane w odmienny sposób, co znajduje odzwierciedlenie w ich sygnaturach genetycznych. Te różnice pozwalają nam wyciągnąć wnioski o znaczeniu dynamicznych procesów ewolucyjnych w ochronie przyrody - mówi.
Co więcej, wzrost liczebności populacji po historycznych "wąskich gardłach", jak obserwuje się w Wiktorii, przynosi ze sobą realne korzyści genetyczne: spada liczba szkodliwych mutacji, rośnie potencjał adaptacyjny, a pierwsze oznaki regeneracji genetycznej są już widoczne.
Sytuacja koali w Australii jest niezwykle złożona. Podczas gdy populacje na północy kraju wciąż gwałtownie się kurczą, na południu, zwłaszcza w stanie Wiktoria, są one wręcz nadmiernie liczne. Instytucje zajmujące się ochroną środowiska w praktyce jednocześnie muszą radzić sobie z populacjami będącymi na granicy wyginięcia oraz z tymi, których liczebność wymyka się spod kontroli. Przy czym przesiedlenia, niegdyś popularna metoda zarządzania, obecnie uznawane są za ryzykowne, skomplikowane i kosztowne.
Przez długi czas koale z Wiktorii postrzegano jako genetycznie upośledzone z powodu przebytego "wąskiego gardła". Nowe badania dowodzą jednak, że mimo zachowania śladów tamtego wydarzenia, populacje te wykazują oznaki zdrowienia. Dzięki rekombinacji, czyli naturalnemu mieszaniu się wariantów genetycznych, oraz pojawianiu się nowych mutacji, szkodliwe zmiany są eliminowane, a zdolność do adaptacji wzrasta.
Nasze odkrycia opowiadają historię genetycznego odrodzenia, a nie upadku - podkreśla dr Ahrens - To pierwsze na świecie dowody na to, że decyzje dotyczące ochrony przyrody nie mogą opierać się wyłącznie na statycznych miarach różnorodności genetycznej. Kluczowe jest zrozumienie kierunku, w jakim populacje ewoluują.
Dr Andrew Weeks, dyrektor Cesar Australia, zwraca uwagę, że wnioski płynące z badań nad koalami mają szersze zastosowanie. Przez dekady traktowaliśmy różnorodność genetyczną jako prosty wskaźnik ryzyka wyginięcia. Tymczasem ewolucja to proces dynamiczny. Zrozumienie, czy populacja się rozrasta, stabilizuje czy kurczy, może być równie ważne jak pomiar obecnej różnorodności - wyjaśnia.
Wiele zagrożonych gatunków na całym świecie doświadczyło efektu "wąskich gardeł", utraty siedlisk i gwałtownych zmian środowiskowych. Badania sugerują, że ocena ryzyka wyginięcia wyłącznie na podstawie statycznych miar genetycznych może prowadzić do błędnej klasyfikacji zarówno zagrożenia, jak i potencjału do regeneracji. Podkreśla to konieczność obserwowania procesów zachodzących w populacjach na przestrzeni pokoleń. Przypadek koali pokazuje, że nawet po poważnych kryzysach genetycznych możliwa jest regeneracja i adaptacja gatunku, jeśli tylko znajdą się odpowiednie warunki do rozwoju.
