Угроза вымирания началась задолго до человека: исследование объяснило исчезновение редкого шмеля

Учёные пришли к неожиданному выводу: один из самых редких шмелей Северной Америки — шмель Франклина (Franklin’s bumble bee) — оказался на пути к вымиранию задолго до того, как человечество стало активно воздействовать на природу. Его генетическая уязвимость сформировалась тысячелетия назад, что сделало вид особенно хрупким и неспособным адаптироваться к изменяющимся условиям среды.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). В работе участвовали учёные из нескольких университетов США, в том числе специалист Гавайского университета в Маноа (University of Hawaiʻi at Mānoa).

Генетический тупик длиной в тысячелетия

Исследование было посвящено шмелю Франклина — редчайшему виду, обитавшему исключительно на ограниченной территории на границе Орегонa и Калифорнии. Последние подтверждённые наблюдения этого насекомого относятся к 2006 году. Чтобы понять, почему вид исчез, учёные использовали ДНК, извлечённую из музейных образцов, собранных за последние 40 лет.

Анализ показал, что генетическое разнообразие шмелей было крайне низким, а признаки инбридинга (внутривидового скрещивания) прослеживаются на протяжении тысяч лет. Это говорит о том, что популяция находилась в генетическом тупике задолго до появления современных экологических угроз. Учёные также установили, что первые серьёзные сокращения численности начались ещё во время одного из ледниковых периодов, а в последние века ситуация ухудшилась из-за природных стрессоров — засух и лесных пожаров.

Против ожиданий, исследователи не нашли убедительных генетических следов, которые бы указывали на прямое влияние болезней или пестицидов на исчезновение шмеля.

Природа против человека

Малочисленная популяция и ограниченное генетическое разнообразие сделали шмеля Франклина уязвимым задолго до того, как на него начали влиять факторы, связанные с деятельностью человека. Такой генетический «узкий горлышко» снижало способность насекомых адаптироваться к изменениям климата, длительным засухам и пожарам, что в конечном итоге привело вид к исчезновению.

«Шмели играют ключевую роль в опылении диких растений и сельскохозяйственных культур, которые напрямую влияют на питание человека во всём мире», — объясняет Джонатан Беренгер Ухуад Кох (Jonathan Berenguer Uhuad Koch), соавтор исследования и профессор Тихоокеанского кооперативного исследовательского центра при Университете Гавайев. — «На Гавайях, где местные опылители уже страдают от утраты среды обитания, инвазивных видов и климатических изменений, это исследование показывает, насколько генетические факторы могут влиять на устойчивость видов и риск их вымирания».

Музеи — хранители генетической памяти

Учёные подчёркивают, что их работа демонстрирует огромную ценность музейных коллекций. Благодаря современным методам секвенирования ДНК из тканей старых образцов можно восстанавливать историю популяций, отслеживать, как они менялись во времени, и определять, какие виды наиболее уязвимы сегодня.

Исследование стало совместным проектом нескольких научных центров США, включая Университет Гавайев, и подчеркивает важность понимания долгосрочных биологических и экологических факторов, влияющих на сокращение популяций опылителей.

Памяти наставника

Кох посвятил эту работу памяти своего наставника — покойного профессора Роббина Торпа (Robbin W. Thorp), пионера в области изучения шмелей. Именно с ним молодой исследователь впервые отправился на поиски шмеля Франклина в полевых условиях. «Эти экспедиции стали для меня переломным моментом, — вспоминает Кох. — Тогда я понял, что хочу всю жизнь посвятить защите исчезающих опылителей».