Ученые усомнились в вымирании тасманийских дьяволов из-за инфекционного рака
Тасманийский дьявол (Sarcophilus harrisii), крупнейший доживший до наших дней сумчатый хищник, оказался на грани исчезновения по вине инфекционного заболевания. Начиная с 1996 года в популяции этих животных 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.
Сергей Коленов
