Почему африканские слоны начали терять свои клыки?

Браконьерство за слоновой костью в Африке привело к быстрой эволюции слонов без бивней в некоторых регионах. Однако хорошая новость заключается в том, что усиление защиты от браконьеров, помогает толстокожим вернуть свои клыки обратно, сообщает LiveScience.

«У африканских слонов отсутствие клыков встречается очень редко», — сказал Брайан Арнольд, специалист по биомедицинским данным из Принстонского университета. «Но если вы посмотрите в определенных областях, уровень отсутствия клыков намного выше среднего».

Чтобы выяснить, почему, Арнольд и его соавтор Шейн Кэмпбелл-Стейтон, биолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, отправились в национальный парк Горонгоса в Мозамбике. В 1970-х годах аэрофотосъемка показала, что в парке обитало около 2500 слонов. Используя фотографии, сделанные во время съёмки, Арнольд и его коллеги подсчитали, что за это время примерно у 18% животных не было обоих клыков, а у 9% отсутствовал один.

В 1977 году аэрофотосъемка прекратилась из-за начала гражданской войны в Мозамбике, которая длилась до 1992 года. Когда в 2000 году исследование возобновилось, последствия конфликта для популяции слонов в Горонгосе были очевидны: в парке осталось менее 250 слонов, а также более, чем у половины выживших отсутствовали бивни.

Арнольд подозревает, что сокращение численности животных во время войны в значительной степени было прямым результатом убийства слонов браконьерами, поскольку обе стороны в значительной степени полагались на торговлю слоновой костью для финансирования своих военных действий. Однако, по его словам, миграция слонов из этого района также могла способствовать общему спаду.

«Было очевидно, что у слонов без бивней было преимущество в выживании», — сказал он. «Бивни, как правило, важны для выживания слона, поскольку они помогают им рыть подземные источники воды и снимать кору с деревьев, что является важной частью диеты слона. Но когда на слонов охотятся ради их клыков, эта полезная черта становится смертным приговором».

Просматривая данные, исследователи заметили интересную закономерность: все слоны без бивней — самки. Чтобы понять, почему, Арнольд и его коллеги наблюдали за первым поколением, пережившем войну. Для каждого теленка они записали, были ли у него клыки, а затем были ли клыки у его родителей.

Они обнаружили, что в среднем 50% дочерей, рожденных от матери без клыков, родились без клыков, как и она, но у всех телят мужского пола, клыки были. Кроме того, вместо того, чтобы иметь телят мужского и женского пола почти с одинаковой частотой, две трети телят матери без клыков были самками.

Согласно Арнольду, это предполагает, что ген, вызывающий отсутствие клыков, переносится на Х-хромосому, что означает, что это доминантный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Самки слонов, как и люди, имеют две Х- хромосомы. Таким образом, если одна из этих Х-хромосом несет мутантный ген отсутствия клыков, в то время как на другой Х-хромосоме есть нормальный ген, у теленка не будут развиваться клыки. Но чтобы выжить, другая Х-хромосома должна иметь нормальную версию гена, чтобы в какой-то степени противодействовать мутантной. В этом случае достаточно одного мутантного гена, чтобы помешать развитию бивня, но в остальном слон достаточно здоров.

Поскольку у матери есть 50\50 шансов передать нормальный или мутантный ген своему потомству, вероятность того, что у её дочери не будет бивня, по существу сводится к подбрасыванию монеты. Для сыновей же дела обстоят немного рискованнее. Поскольку мужские эмбрионы получат только одну Х-хромосому от матери, чтобы пойти с Y-хромосомой, которую они получили от своего отца, наследование Х-хромосомы с мутантным геном является смертным приговором. Y-хромосома не несет тех же генов, что и X, поэтому у неё никогда не будет столь необходимого резервного гена, чтобы противодействовать гену отсутствия клыков. А наличие только мутантного гена неизменно фатально. Таким образом, половина мужских эмбрионов — тех, кто наследует X без клыков — умрут до рождения, что объясняет неравномерное соотношение полов у потомков матерей без клыков.

Исследователи идентифицировали два потенциальных гена, которые могут вызывать отсутствие клыков, AMELX и MEP1a. Один из этих генов, AMELX, участвует в развитии зубов млекопитающих. У людей этот ген играет роль в развитии боковых резцов, зубов, из которых произошли бивни слона. И что интересно, у людей этот ген также связан с развитием Х-хромосомного доминантного синдрома, который является летальным для мужчин. Это означает то же самое для мужчин-мужчин, что и для слонов-мужчин: у мужчин, наследующих мутантную версию на одной X-хромосоме, нет резервной копии.

«Теоретически по мере того, как бесклыкастость становится всё более распространенным явлением, плодовитость будет снижаться, поскольку самки без клыков передают смертельный синдром половине своего потомства мужского пола», — сказал Арнольд.

«В этой истории есть и хорошие новости», — сказал Арнольд. «С 1994 года популяция слонов в Мозамбике растёт. В то время, как количество бесклыкастых уменьшается, вероятно, из-за того, что матери без бивней менее плодовиты. Это говорит о том, что слоны национального парка Горонгоса возвращаются к своей былой славе с бивнями».