Чем меньше популяция, тем больше вредных мутаций копится в генах выживших — так работает генетическая эрозия, грозящая редким видам вымиранием. Редкий злак Цинхай-Тибетского нагорья чий короткоостистый вопреки этому принципу обладает самым чистым геномом из трех сравниваемых видов. Причину этого парадокса нашли биологи Ланьчжоуского университета и Института ботаники Китайской академии наук, опубликовавшие исследование в журнале Communications Biology.
Сам герой исследования — единственный вид своего рода, растущий лишь на склонах и в сухих речных долинах одного уезда на северо-востоке нагорья. В «Красной книге» Китая он значится как уязвимый. Его линия отделилась от родственных злаков около 15 млн лет назад. Родня при этом процветает: два родственных вида покорили северо-запад Китая, расползаясь клонами — длинными корневищами и плотными побегами. Чий короткоостистый полагается только на семена, разносимые ветром.
Для анализа ученые собрали полный геном растения — около 1,2 млрд пар «букв» ДНК — и прочитали геномы 33 его представителей, сравнив с десятками родственных особей. Генетическое разнообразие редкого вида в два-три раза ниже, чем у широко расселившихся сородичей, а близкородственных скрещиваний больше. Все три вида сокращаются со времен четвертичных оледенений, но тибетский эндемик сдает позиции дольше и сильнее — его численность падает около миллиона лет.
Неожиданным стало то, что вредных мутаций у него меньше всего. Объяснение в самом механизме упадка: близкородственное скрещивание делает вредные скрытые мутации парными, и естественный отбор получает возможность их вычищать. Расчеты подтверждают, что после сокращения численности в ледниковую эпоху умеренно вредных мутаций у злака стало заметно меньше, чем у родственных видов. Такая «генетическая чистка» смягчает вырождение, но не спасает от главной беды — низкое разнообразие оставляет виду мало шансов приспособиться к переменам.
Вид не умеет клонировать себя, как родня, а растительность нагорья в ледниковые эпохи менялась с лесов на степи и пустыни, дробя пригодные для него участки. Добавило проблем и хозяйственное освоение земель. Похожую самоочистку генома биологи уже видели у иберийской рыси и флоридской пумы. Авторы предлагают охранять злак, соединяя фрагментированные популяции переносом семян, чтобы обновить генофонд растения.
Ранее ученые нашли неожиданную причину эволюционного успеха муравьев.