Генетическая эрозия

Узкие места в популяции приводят к сокращению генофонда, в результате чего уменьшается количество особей, способных к размножению. Генетические последствия можно проиллюстрировать, проведя аналогию с игрой в покер с высокими ставками и неопытным крупье. Предположим, что игра начинается с колодой в 52 карты (представляющей высокое генетическое разнообразие). Если крупье будет постоянно сдавать одни и те же карты, то у вас будет всё меньше возможностей для формирования уникальных комбинаций^[3].

По мере увеличения случаев инбридинга всё чаще появляются врождённые физические и репродуктивные проблемы и дефекты. Увеличивается количество аномальных сперматозоидов, растёт бесплодие и снижается рождаемость. Наиболее опасным является воздействие на иммунную систему, которая ослабевает и хуже справляется с растущим количеством бактериальных, вирусных, грибковых, паразитарных и других опасных микроорганизмов. Таким образом, даже если вымирающий вид, который сталкивается с эффектом бутылочного горлышка, сможет противостоять человечеству, угрожающему его среде обитания, он всё равно столкнётся с угрозой эпидемии, которая может привести к гибели всей популяции^[3].

Генетическая эрозия в сельском хозяйстве и животноводстве — это утрата биологического генетического разнообразия, включая отдельные гены и целые комплексы генов, которые были характерны для местных пород одомашненных животных и растений, адаптированных к условиям окружающей среды.

Основными движущими силами генетической эрозии сельскохозяйственных культур являются замена сортов, расчистка земель, чрезмерная эксплуатация видов, демографический рост, разрушение среды обитания, перевыпас скота, государственная политика и изменение сельскохозяйственных систем^[4]. Однако главным фактором, способствующим генетической эрозии, является замена местных сортов домашних растений и животных на более продуктивные неместные. Значительное сокращение количества местных сортов наблюдается, когда в традиционные системы земледелия вводятся коммерческие сорта. Многие исследователи считают, что основной проблемой в управлении агроэкосистемами является общая тенденция к генетическому и экологическому единообразию, навязанная развитием современного сельского хозяйства^[5].

В контексте генетических ресурсов животных, используемых в продовольственной и сельскохозяйственной сферах, ключевыми факторами, приводящими к генетической эрозии, являются беспорядочное скрещивание, распространение экзотических пород, неэффективность политики и институтов, регулирующих генетические ресурсы животных; отказ от некоторых пород из-за их нерентабельности или неконкурентоспособности, интенсификация производственных процессов, последствия заболеваний и борьбы с ними, потеря пастбищ и других элементов производственной среды, а также недостаточный контроль за инбридингом^[6].

С развитием современной бионауки было разработано несколько методов и инструментов, которые помогают бороться с процессом генетической эрозии и, как следствие, вымиранием исчезающих видов. Однако многие из этих методов и инструментов пока слишком затратны для широкого применения, поэтому лучшим способом защиты видов остаётся сохранение их естественной среды обитания. Однако сохранение значительного генетического разнообразия часто требует поддержания множества независимых популяций на всём ареале вида^[7].

Для сохранения целых экосистем и всех видов, обитающих на их территории, были созданы заповедники и национальные парки. Экологические коридоры служат связующим звеном между разрозненным средами обитания, позволяя исчезающим видам свободно перемещаться, встречаться и размножаться в окружении сородичей. Научные подходы к сохранению и современные методы управления дикой природой, а также профессионализм научно подготовленного персонала помогают эффективно управлять этими охраняемыми экосистемами и обитающими в них дикими животными. В случаях, когда разрозненные места обитания диких животных ещё больше отдаляются и становятся недоступными для создания коридоров дикой природы или когда произошло локальное вымирание, диких животных перемещают и реинтродуцируют в другие места^[7].

Зоопарки и ассоциации зоопарков по всему миру уделяют особое внимание содержанию и разведению редких видов и подвидов животных в рамках специальных программ по сохранению исчезающих видов. Усилия направлены на то, чтобы увеличить шансы на выживание и успешную реинтродукцию. Современные зоопарки ставят перед собой задачи, связанные с сохранением биологического разнообразия. Выделяется всё больше ресурсов на сохранение редких видов и подвидов животных в их естественной среде обитания (ex-situ). Для этого зоопарки ведут тщательный учёт размножения животных, например, создают племенные книги. Также они передают своих животных другим зоопаркам по всей стране и даже по всему миру для разведения, чтобы избежать инбридинга и повысить генетическое разнообразие^[8].

Дорогостоящие (и порой противоречивые) методы сохранения ex-situ направлены на увеличение генетического биоразнообразия и защиту генофондов от генетической эрозии. Современные концепции, такие как банки семян, банки спермы и банки тканей, получили широкое распространение. Можно замораживать и хранить сперматозоиды, яйцеклетки и эмбрионы в специальных хранилищах, которые иногда называют «современными Ноевыми ковчегами» или «замороженными зоопарками». Таким образом, сохранённые материалы могут быть использованы для искусственного оплодотворения, экстракорпорального оплодотворения, переноса эмбрионов и клонирования, чтобы сохранить разнообразие генофонда видов, находящихся под угрозой исчезновения^[9].

Так, даже после гибели особей можно спасти исчезающий вид от вымирания, собрав его генетический материал, например, ткани, сперма, яйцеклетки, которые затем можно использовать для создания клона — новой особи этого вида. Воскрешение мёртвых особей диких животных, находящихся под угрозой исчезновения, с помощью клонирования — это сложная и дорогостоящая процедура. Однако с развитием науки и технологий она может стать более доступной. В перспективе это может стать обычной практикой^[10].