Коричневая бойга стала одним из самых известных в мире примеров инвазивного вида — и постоянной головной болью для коммунальных служб Гуама, которым приходится иметь дело с сотнями отключений электроэнергии из-за змей каждый год.

Родом из Австралии и южной части Тихого океана, змея, вероятно, попала на Гуам после Второй мировой войны, возможно, спрятавшись на борту военных грузовых самолетов. Ее прибытие имело разрушительные последствия: коричневые бойги истребили многих местных лесных птиц Гуама, а в некоторых частях территории США их численность достигает 30 000 змей на квадратную милю.

Вторжение долгое время озадачивало биологов, поскольку считается, что популяция на Гуаме началась с небольшого числа змей. Такая ограниченная основательная популяция обычно создает серьезное генетическое узкое место, снижая способность вида адаптироваться. Но новое исследование под руководством Университета в Буффало, опубликованное 24 июля в Science Advances, предполагает, что коричневые бойги обладают гораздо большей генетической вариативностью, чем ученые признавали ранее.

Исследователи из UB и Геологической службы США (USGS) использовали передовое длинное чтение для изучения больших участков генома змеи. Они обнаружили тысячи структурных вариантов, включая сегменты ДНК, которые были дублированы, удалены или перестроены. Многие из этих вариаций были сосредоточены в генах, связанных с иммунитетом и обонянием.

«Коричневая бойга, возможно, не дико разнообразна, но у нее есть важные источники генетического разнообразия, которые недооценивались», — говорит соавтор исследования Тревор Краббенхофт, доктор философии, доцент кафедры биологических наук UB.

Эта скрытая генетическая изменчивость может помочь объяснить, как популяция, основанная всего несколькими змеями, пережила интенсивный инбридинг, адаптировалась к Гуаму и так резко расширилась. Открытие может обескуражить агентства, которые десятилетиями пытались сдержать популяцию коричневых бойг на Гуаме — большая генетическая гибкость может сделать инвазивный вид более устойчивым, чем предполагалось ранее.

В то же время результаты могут дать надежду для исчезающих видов с небольшими или сильно инбредными популяциями. «Возможно, что исчезающие виды могут иметь больше гибкости в своих генах, чем мы осознаем», — говорит первый автор Кристофер Осборн, доктор философии, бывший аспирант лаборатории Краббенхофта, а ныне водный биолог в SUNY Oswego.

Когда команда проанализировала образцы, полученные от Группы быстрого реагирования на коричневых бойг USGS, они идентифицировали более 19 000 структурных вариантов в геноме коричневой бойги. Эти вариации не были разбросаны случайно — они появлялись особенно часто в генах, участвующих в иммунной функции и обонянии. Коричневые бойги сильно полагаются на обоняние для навигации и охоты, и необычное разнообразие в их обонятельных генах также может помочь объяснить поведенческую загадку: известно, что коричневые бойги едят других змей в своем родном ареале, но на Гуаме мало доказательств того, что они часто охотятся друг на друга.

«Обостренное обоняние змей может позволить им узнавать друг друга как нечто вроде братьев и сестер — особенно учитывая высокий уровень инбридинга — а не как добычу», — говорит Леви Грей, доктор философии, постдокторант в лаборатории Краббенхофта.

Ученые до сих пор не знают, присутствовали ли структурные варианты до того, как змеи попали на Гуам, или некоторые появились после начала вторжения. Определение того, когда появились эти изменения, потребует сравнения с коричневыми бойгами из их родного ареала. Как выразился Грей: «Возможно ли, что часть этого разнообразия возникла после вторжения? Да, но нам нужно будет секвенировать змей из местных популяций, чтобы знать наверняка».