Китайская исполинская саламандра — пример незаметного исчезновения видов

Разрушение естественных местообитаний в ходе хозяйственной деятельности человека, охота и браконьерство, распространение заболеваний и загрязнение среды в совокупности приводят к исчезновению многих видов живых существ. Яркий примера вида, находящегося под угрозой вымирания, — китайская исполинская саламандра (Andrias davidianus). Многолетнее исследование большой группы ученых показало, что этот вид на самом деле распадается на несколько близких видов и что гибридизация диких и искусственно выведенных саламандр приводит к вытеснению диких генотипов из популяции. Это означает, что попытки разведения саламандр на специальных фермах сказываются на сохранении вида скорее отрицательно, поскольку неконтролируемый выпуск саламандр на волю приводит к обеднению генофонда.

Китайские исполинские саламандры (Andrias davidianus) — эндемичный для Китая вид земноводных, входящий в семейство скрытожаберников (Cryptobrachidae). Представители этого семейства считаются самыми примитивными из современных хвостатых земноводных: они обособились от других земноводных еще в юрском периоде. А китайские исполинские саламандры, вырастающие до двух метров в длину, — еще и самые крупные из всех ныне живущих земноводных.

Когда-то китайская исполинская саламандра была широко распространена в Китае, но с середины ХХ века ее численность стала быстро снижаться. Это происходит, во-первых, из-за вторжения человека в привычные местообитания саламандр: реки и ручьи, в которых предпочитают жить эти земноводные, активно запруживаются для нужд сельского хозяйства, заиливаются и загрязняются промышленными отходами. Во-вторых, долгое время эти саламандры истреблялись охотниками: они ценятся в китайской народной медицине, а их мясо используется в пищу.

Сейчас этот вид внесен в Красную книгу и ему присвоен статус находящегося на грани полного исчезновения. Примерно в 1980-е годы пришло осознание, что китайские исполинские саламандры могут вымереть уже к концу XX века, если не предпринять срочных мер по их спасению. В местах, где раньше водились эти земноводные, были организованы заповедники, но численность саламандр всё равно продолжала сокращаться. Тогда начали применять искусственное размножение. Саламандр разводят на специализированных коммерческих фермах: часть выведенных амфибий передают для научных целей, часть продают аквариумистам, часть забивают на мясо и для препаратов народной медицины, а еще часть выпускают в местные реки в рамках программы сохранения вида — без какого-либо генетического тестирования или медицинского обследования.

Исследования китайских исполинских саламандр ведутся уже много лет. В 2000 году было показано, что популяция из округа Хуаншань в провинции Аньхой расходится по митохондриальной ДНК (мтДНК) с другими популяциями (R. W. Murphy et al., 2000. Genetic variability among endangered Chinese giant salamanders, Andrias davidianus). С учетом ограниченной возможности территориального распространения саламандр и их долгой эволюционной истории, ученые заподозрили, что на самом деле китайская исполинская саламандра — это не один вид, а несколько (см. Cryptic species — криптические, или скрытые, виды). Если это так, то применяемые методы сохранения саламандр могут стать причиной исчезновения видов, которые даже пока толком не выделены как самостоятельные таксономические единицы.

Группа китайских зоологов под руководством Цзин Чэ (Jing Che) из Куньминского зоологического института Китайской академии наук при участии коллег из США, Канады и Великобритании на прошедшей неделе опубликовали в журнале Current Biology две статьи с результатами десятилетнего исследования китайской исполинской саламандры. Они собрали образцы тканей 70 диких особей и 1034 особей из фермерских хозяйств. Диких саламандр ловили до 2010 года в тех местах, куда не выпускали искусственно разведенных амфибий. Большинство образцов их тканей — кусочки отшелушившейся кожи, у мертвых саламандр брали образцы печени и мышц. У саламандр с ферм брали мазок из ротовой полости, эти образцы были собраны на 35 фермах в 2014–2016 годах.

Генетический анализ диких саламандр, основанный на сравнении более чем 23 000 однонуклеотидных полиморфизмов и мтДНК, показал, что популяция разделяется как минимум на пять генетических кластеров (см. Кластерный анализ), которые разошлись между 4,71 и 10,25 млн лет назад. Эта кластеризация хорошо сочетается с географическим положением популяций: разделение проходит по бассейнам рек. Еще два гаплотипа встретились только у искусственно разводимых саламандр. Всё это указывает на то, что китайская исполинская саламандра — это несколько близких видов амфибий (или, по крайней мере, так было раньше, до начала активных действий человека).

Гаплогруппы мтДНК и генетическая структура пойманных диких и выращиваемых на фермах китайских исполинских саламандр. A — упрощенная байесовская сеть, построенная на основании объединенных гаплотипов мтДНК; числа — это вероятности того, что в данном узле такое разделение на подгруппы. Буквами A, ..., E обозначены гаплотипы диких популяций; гаплотипы U1 и U2 известны только у фермерских саламандр. B — участки забора проб у диких особей. На вставке в правом нижнем углу показана наилучшая генетическая кластеризацая на основе однонуклеотидных полиморфизмов особей, пойманных на участках, объединенных пунктирной линией. C — расположение ферм, на которых собирали образцы. Круговые диаграммы показывают соотношение митохондриальных гаплотипов с рисунка A. Рисунок из обсуждаемой статьи F. Yan et al. в Current Biology

Несмотря на генетическое расхождение, произошедшее миллионы лет назад, китайские исполинские саламандры из разных кластеров могут гибридизоваться. Подтверждением этому служит уже установленная ранее их способность скрещиваться с близким, но все-таки другим видом — японской исполинской саламандрой (J. Wang, 2015. Current status of Japanese giant salamander and the enlightenment on the conservation of Chinese giant salamander). Это означает, что никак не контролируемое разведение саламандр на фермах может привести к обеднению их генофонда и поставить всю популяцию под угрозу.

За последние 10 лет на волю было выпущено более 72 000 амфибий. Ученые считают, что это уже привело к сокращению генетического разнообразия. В качестве иллюстрации они приводят следующий факт: особи, пойманные недавно в притоках рек Чжуцзян и Янцзы, обладали митохондриальными гаплотипами вида, живущего в реке Хуанхэ, при этом у них не оказалось гаплотипов коренных форм.

Эта работа стала еще одним свидетельством того, что видовое разнообразие сильно недооценивается и может быть выявлено только при помощи генетических исследований. То есть многие виды остаются неопознанными по причине отсутствия морфологической дифференциации — как это и произошло с китайской исполинской саламандрой. Таксономическая неопределенность может препятствовать эффективному сохранению видов, и с этим желательно разбираться прежде, чем вводить масштабные программы по сохранению. Во всяком случае программу реинтродукции китайской исполинской саламандры стоит пересмотреть как можно скорее, а при разработке мер спасения других исчезающих таксонов надо с самого начала использовать методы популяционной генетики.

Источники:
1) Fang Yan, Jingcai L?, Baolin Zhang, Zhiyong Yuan, Haipeng Zhao, Song Huang, Gang Wei, Xue Mi, Dahu Zou, Wei Xu, Shu Chen, Jie Wang, Feng Xie, Minyao Wu, Hanbin Xiao, Zhiqiang Liang, Jieqiong Jin, Shifang Wu, CunShuan Xu, Benjamin Tapley, Samuel T. Turvey, Theodore J. Papenfuss, Andrew A. Cunningham, Robert W. Murphy, Yaping Zhang, Jing Che. The Chinese giant salamander exemplifies the hidden extinction of cryptic species // Current Biology. 2018. DOI: 10.1016/j.cub.2018.04.004.
2) Samuel T. Turvey, Shu Chen, Benjamin Tapley, Gang Wei, Feng Xie, Fang Yan, Jian Yang, Zhiqiang Liang, Haifeng Tian, Minyao Wu, Sumio Okada, Jie Wang, Jingcai L?, Feng Zhou, Sarah K. Papworth, Jay Redbond, Thomas Brown, Jing Che, Andrew A. Cunningham. Imminent extinction in the wild of the world’s largest amphibian // Current Biology. 2018. DOI: 10.1016/j.cub.2018.04.005.

Антон Ульяхин