Панды не все черно-белые. Некоторые имеют другой оттенок, и теперь ученые понимают, почему

Подпишитесь на научный информационный бюллетень > Wonder Theory. Исследуйте вселенную, узнавая новости об увлекательных открытиях, научных достижениях и многом другом..

Благодаря своей яркой окраске, большая панда — мгновенно узнаваемый вид.

Однако горстка гигантских панд, которые не являются черно-белыми, действительно существует. Эти величественные существа с коричнево-белым мехом обитают в одном горном массиве Китая. И теперь, согласно новому исследованию, ученые, возможно, разгадали тайну необычной шерсти чрезвычайно редких панд.

Работа, включавшая изучение генетики нескольких панд в дикой природе и в неволе, предположила, что панды с коричнево-белой шерстью являются результатом естественной изменчивости, а не признаком инбридинга в сокращающейся популяции.

Первой известной науке коричневой пандой была самка по имени Дандан. Местный рейнджер нашел больного медведя в округе Фопин в горах Циньлин провинции Шэньси в марте 1985 года. Панду держали в неволе до самой ее смерти в 2000 году.

С момента открытия Дандана несколько десятилетий назад было зарегистрировано 11 наблюдений, задокументированных через официальные источники новостей или личные аккаунты, которыми поделились авторы этого последнего исследования, появившегося в журнал ПНАС 4 марта.

«Повторяющиеся случаи появления коричневых панд подразумевают, что эта черта может передаваться по наследству. Однако на сегодняшний день генетическая основа, лежащая в основе коричнево-белого окраса шерсти, остается неясной», — пишут авторы.

Лучшее понимание отличительной окраски может помочь в усилиях по разведению коричнево-белых панд в неволе, говорит старший автор доктор Фувен Вэй, профессор экологии дикой природы и природоохранной биологии в Институте зоологии Китайской академии наук. Пекин. По данным Международного союза охраны природы, статус гигантской панды как вида уязвим. Красный список исчезающих видов.

Генеалогическое древо панды

Чтобы понять, что скрывается за этой чертой, исследователи изучили Цизая, самца коричневой панды, спасенного еще детенышем в 2009 году из национального природного заповедника Фопин в Ханьчжуне. В настоящее время он единственная коричневая панда в неволе.

При сравнении под микроскопом с образцами волос трех черно-белых панд в коричневом меху Цизая было меньше меланосом — крошечных структур, обнаруженных в клетках, которые отвечают за пигмент кожи и волос у млекопитающих. Более того, как обнаружила исследовательская группа, меланосомы чаще имели неправильную форму.

Затем исследователи собрали генетическую информацию о Цизае и составили его генеалогическое древо. Свежие экскременты, или медвежьи фекалии, собранные в заповеднике, раскрыли личность его дикой матери, черно-белой самки панды, которая носит следящий ошейник и известна как Ниуниу.

Исследователи также идентифицировали сына Цизая, черно-белую панду, родившуюся в неволе в 2020 году. панд.)

Ученые изучили генетическую информацию членов семьи Цижая и сравнили ее с генетической информацией 12 черно-белых панд из гор Циньлин и 17 черно-белых панд из других регионов Китая, используя информацию, полученную из фекалий и образцов крови. .

Хотя ни у одного из ближайших членов семьи Цизая не было коричневого меха, исследователи смогли показать, что у его родителей и сына была одна копия рецессивного признака гена, известного как Bace2, в то время как у Цизая было две копии.

Гены человека могут нести рецессивные черты, такие как голубые глаза или рыжие волосы у людей, но не проявляться как физическая характеристика. Каждый родитель должен обладать копией генетического варианта и передать его, чтобы эта черта появилась у потомства, как в случае с Цизаем.

Генетический анализ решает загадку

Благодаря анализу образца ткани, хранившегося более двух десятилетий в этаноле, ученые также смогли секвенировать геном Дандана, первой известной коричневой панды. Исследователи обнаружили, что у Дандана была такая же рецессивная черта.

Затем ученые провели более широкий анализ 192 черно-белых гигантских панд, чтобы подтвердить ответственный ген как Bace2. Мутация, вызывающая коричневую шерсть, присутствовала только у двух панд родом из гор Циньлин в Шэньси, а не в провинции Сычуань, где обитает большинство гигантских панд Китая.

Для подтверждения своих выводов ученые использовали CRISPR-Инструмент редактирования гена Cas9 для удаления генетической последовательности, которая, как они определили, вызывала мутацию в гене Bace2 у 78 лабораторных мышей. Это изменение уменьшило количество и размер меланосом у мышей.

«Цвет шерсти нокаутных мышей светло-коричневый», — сказал Вэй, который также является президентом Сельскохозяйственного университета Цзянси в Наньчане в китайской провинции Цзянси.

«Это доказывает, что эта делеция может изменить цвет шерсти мыши, поскольку путь пигментации относительно консервативен (общий) среди млекопитающих. Поэтому весьма вероятно, что эта мутация влияет на цвет шерсти коричневой панды».

Естественная изменчивость против инбридинга

Неясно, что вызвало генетическую мутацию. Вэй сказал, что это должно быть связано с особенностями гор Циньлин, климат которых отличается от климата Сычуани. Генетическая мутация, похоже, не является результатом инбридинга, как предполагалось ранее, сказал он.

«Скорее всего, это результат естественной изменчивости, а не инбридинга. Наш анализ родства показывает, что родители Цизая не являются близкими родственниками», — добавил Вэй.

Тиеджун Ван, доцент кафедры природных ресурсов Университета Твенте в Нидерландах, сказал, что это хорошая новость: уникальная окраска, похоже, не является результатом инбридинга. Ван, изучавший коричневых панд, не принимал участия в исследовании.

«Для тех, кто обеспокоен этим видом, это позитивное событие», — сказал Ван, который сказал, что работал полевым рейнджером в горах в течение 10 лет.

Ван сказал, что аплодирует команде «за их огромные усилия в попытках пролить свет на этот научный вопрос».

Для получения дополнительных новостей и информационных бюллетеней > создайте учетную запись по адресу: >.com