Ученые Института общей генетики. Н.И. Вавилова (ИОГен) РАН исследовал геном пяти пород коз из разных районов Монголии с помощью ДНК-чипа, выявляющего однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), точечные различия между нуклеотидными последовательностями этой молекулы. Научный проект поможет сохранить местные породы животных, а также изучить их генофонд и изучить древние миграционные пути, процессы одомашнивания и биологию пород в целом. Научная статья опубликована в журнале Animals.

Почему монгольские расы стали предметом изучения?

Монгольские породы коз являются образцом успешной адаптации к экстремальным условиям окружающей среды. Это одна из древнейших пород животных: как минимум с третьего тысячелетия до нашей эры они играют важную роль в жизни местного населения. В других частях мира большинство местных пород исчезли в результате перехода к промышленному сельскому хозяйству и интенсивному животноводству ради продуктивности. Монгольским козам долгое время удавалось избегать экономического прессинга, но сейчас существует риск быстрой утраты этих пород. По мнению ученых, они не выдержат экономической конкуренции с более продуктивными промышленными породами или будут подвергаться поглотительному скрещиванию с ними.

В исследовании ученых использовался уникальный материал, полученный в совместной экспедиции ИОГЕН РАН и Монгольской академии наук. Исследуемые в данной работе популяции коз встречаются южнее в пустыне Гоби, западнее на склонах Алтайских гор и севернее в котловине Дархат («Страна тысячи озер»), что может быть только прибывает верхом

Как ученые изучают генофонд животных?

Анализ всего генома был проведен с использованием ДНК-чипа, который определил 56 747 точечных различий в комбинациях нуклеотидов в геноме. На первом этапе идентифицировались те комбинации, которые отличаются от случайных. Это дало возможность оценить генетические риски пород и выяснить, каковы именно они. Итак, оказалось, что во всех популяциях монгольских коз происходит снижение результативной численности (она определяет генетический размер и разнообразие породы). Самые низкие значения были обнаружены у расы Эрчим, обитающей в котловине Дархат. По полученным оценкам, за последние 60 поколений эффективная численность породы уменьшилась с 955 до 120 особей. Кстати, формальный критерий отнесения породы к вымирающим — 100 особей.

Существуют подходы для выявления генетических рисков, специфичных для отдельных пород. Например, если в ДНК обнаружены длинные гомозиготные «прогоны», это свидетельствует о том, что в популяции происходит сплайсинг между генетически близкими особями, в результате чего в гомозиготной форме могут появиться опасные рецессивные мутации.

Особенно длинные гомозиготные пробеги обнаружены у животных одной из пород под названием «Три красавицы» — такое же название носит горный массив на границе с пустыней Гоби, где разводят этих коз. Это единственная порода в этом исследовании, которая была выведена путем искусственного отбора.

Чем одни породы коз отличаются от других?

На основе генотипов SNP также можно проследить современные и исторические отношения между животными разных пород и популяций.

К пяти изученным породам ученые добавили генотипы еще 188 пород из мировых баз данных, в том числе нескольких российских пород. Различные методы группировки показали, что монгольские породы коз группируются с другими азиатскими породами и особенно близки к некоторым соседним русским и китайским породам. В то же время почти все породы монгольских коз проявляли черты, свойственные только им самим. Дархатские козы оказались самыми непохожими на остальных. Примерно у половины животных породы в геноме обнаружены «следы» неизвестной предковой популяции.

«Мы сравнили эти данные с записями о том, как создавалась порода «Три красавицы» в 1930-х годах на экспериментальной станции в пустыне Гоби. В результате родилась гипотеза о том, что изменчивость их общего генома с другими породами – это генофонд, принадлежавший козам донской породы. Их выращивали в XIX веке в Российской империи в деревнях, местным населением. Сейчас такой породы в России нет. Получается, что в геноме монгольских коз генетические комбинации уже вымершей исторической породы коз могли храниться около века. Сохранение этих комбинаций, их фиксация в геноме говорит о том, что они полезны для животных», — сказал Алексей Пискунов, главный научный сотрудник лаборатории сравнительной генетики животных ИОГЕН РАН.

Почему ученые заинтересованы в изучении местных горных пород?

По словам Алексея Пискунова, причин для изучения местных пород много: научных, этических, чаще называемых утилитарными, например, необходимость сохранения генетических ресурсов животных для использования человеком.

«Одна из важнейших причин, на мой взгляд, часто не осознается и потому остается безымянной, и это потребность человека в эстетике. Аборигенные породы животных прекрасны и удивительны, и это достаточная причина для их сохранения. Эстетическое суждение субъективно, и в этом его преимущество. Одной из острых проблем является определение приоритетных пород для сохранения. Другими словами, существует больше пород, находящихся под угрозой исчезновения, чем мы можем спасти, и никто не знает, как их выбирать. Для ученого эстетика состоит в сложности и неизученности изучаемых им механизмов. Говоря о выборе приоритетных пород для сохранения, я не упомянул мнение тех людей, которые используют породу. Эти породы не нуждаются в мерах по сохранению.