Тасманийские дьяволы, возможно, смогут ужиться с убивающим их инфекционным раком. Согласно исследованию, опубликованному в Science, в поредевших популяциях этих животных болезнь распространяется намного медленнее, чем раньше, так что вероятность полного вымирания вида низка. Некоторые модели и вовсе предсказывают, что исчезнуть может сам рак — но не его хозяева.
Распространение инфекционных заболеваний становится все более серьезной угрозой для биологического разнообразия. Например, на Гавайях целый ряд эндемичных видов птиц исчез из-за птичьей оспы и малярии, переносимых завезенными комарами. Кроме того, более пятисот видов амфибий по всему миру пострадали от распространения хитридиевых грибков, причем некоторые из них полностью вымерли. Продолжать этот список можно очень долго.
Тасманийский дьявол (Sarcophilus harrisii), крупнейший доживший до наших дней сумчатый хищник, также оказался на грани исчезновения по вине заразной болезни. Начиная с 1996 года в популяции этих зверей распространяется инфекционный рак, известный как лицевая опухоль дьявола или DFTD (существует две разновидности этой болезни, DFTD1 и более редкая DFTD2). Злокачественные клетки передаются от особи к особи в результате укусов за морду, а затем быстро разрастаются, убивая хозяина за год-полтора.
По оценкам зоологов, только с 1996 по 2016 годы лицевая опухоль погубила восемьдесят процентов популяции дьяволов. Если тенденция продолжится, вид может вымереть уже в ближайшие два десятилетия. Чтобы не допустить этого, специалисты предпринимают разнообразные меры, от попыток придумать лекарство против инфекционного рака до создания страховочных популяций в безопасных местах (например, в материковой части Австралии). Однако разработка эффективной природоохранной стратегии невозможна без понимания природы угрожающей дьяволам инфекции.
Команда исследователей во главе с Эндрю Сторфером (Andrew Storfer) из Университета штата Вашингтон решила использовать для изучения DFTD1 относительно новый подход, который известен как филодинамика. Он позволяет реконструировать эволюционное древо возбудителя инфекции и рассчитать критически важные эпидемиологические параметры, включая эффективное репродуктивное число (то есть среднее количество сородичей, зараженных одной заболевшей особью). До сих пор филодинамику применяли лишь для бактерий и вирусов, чьи геномы относительно невелики, однако Сторфер и его коллеги предположили, что она подойдет и для инфекционного рака, геном которого намного крупнее.
Специалисты проанализировали полные геномы 51 лицевой опухоли дьявола, образцы которых были собраны на Тасмании с 2003 по 2018 год. Из 11359 генов они выделили 28, подходящих для построения филогенетического древа. В результате выяснилось, что заболевание возникло в период с 1977 по 1987 год на северо-востоке Тасмании, а затем сложными путями распространилось по всему острову.
Это совпадает как с полевыми наблюдениями (специалисты впервые отметили зараженных DFTD1 животных именно в северо-восточной части острова), так и с результатами еще одного недавнего исследования, посвященного истории инфекционного рака тасманийских дьяволов. Впрочем, в отличие от авторов последнего, команда Сторфера немного иначе реконструирует историю заболевания: вместо пяти эволюционных линий инфекции они обнаружили всего две, причем без каких-либо географических закономерностей в их распределении по острову.
По оценке исследователей, в первые годы после возникновения эффективное репродуктивное число DFTD1 составляло около единицы, что свидетельствует о низкой скорости распространения болезни. Однако в 1990 годах этот показатель внезапно увеличился до 3,5, в результате чего инфекция очень быстро распространилась в популяции дьяволов. Что именно вызвало такую перемену, пока неясно: исследователи полагают, что это могла быть мутация в генах, отвечающих за уклонение злокачественных клеток от иммунной системы или их ускоренное деление.
В настоящее время репродуктивное число DFTD1 опустилось ниже единицы, то есть скорость распространения инфекции снизилась, вероятно, из-за сокращения численности хозяев. По мнению авторов, это заставляет усомниться, что тасманийские дьяволы вымрут из-за лицевой опухоли. Скорее, эта болезнь станет для них эндемической — то есть будет постоянно присутствовать в популяции (которой, правда, не удастся восстановиться до уровней, характерных до начала эпизоотии). Более того, некоторые модели предсказывают исчезновение DFTD1 при сохранении тасманийских дьяволов.
Сторфер и его коллеги полагают, что в свете новых данных неразумно вводить в дикие популяции дьяволов здоровых особей, выращенных в неволе (такой подход уже практикуется в некоторых частях острова), поскольку это замедлит выстраивание баланса между инфекцией и ее хозяевами. В целом авторы исследования смотрят в будущее тасманийских дьяволов со сдержанным оптимизмом, однако признают, что не учитывали в своей работе вторую разновидность инфекционного рака — недавно открытую на юго-востоке Тасмании DFTD2, которая может стать новой угрозой для вида.
Один из действенных подходов к борьбе с инфекциями диких животных — вакцинация. К сожалению, привить большую часть популяции довольно сложно, однако, как показывают исследования, в некоторых случаях это и не нужно. Например, если вакцинировать от чумки всего несколько амурских тигров в год, это может заметно снизить риск вымирания популяции.
Автор: Сергей Коленов