Международная команда исследователей предложила разделить комплекс генту-пингвинов на четыре вида и описала один из них как Pygoscelis kerguelensis, обитающий на островах Кергелен. Работа основана на полном геномном секвенировании и сравнении популяций с разных участков их ареала.
Генту-пингвины визуально похожи друг на друга: белая нижняя сторона и тёмная спина помогают им маскироваться в воде и избегать хищников. Однако генетический анализ показал, что ранее рассматривавшийся как единый вид комплекс состоит из четырёх эволюционно самостоятельных линий. Одна из них, юго-восточная линия Pygoscelis kerguelensis, сформировался на островах Кергелен и, возможно, на близлежащем острове Хёрд.
Доказательства для таксономического пересмотра
Авторы исследования провели полногеномное секвенирование 64 особей из 10 гнездовых колоний, охватив почти весь географический диапазон генту-пингвинов. Кроме геномных различий, они сравнивали морфологию и поведение: размеры тела, вокализацию, сроки размножения, питание и поведение при кормлении. Совокупность этих данных позволила выделить четыре отличающиеся линии, которые авторы предлагают признать видами.
Среди предложенных таксонов: восточная линия Pygoscelis taeniata (острова Крозе, Марьон, Маккуори), северная линия Pygoscelis papua (Фолклендские/Мальвинские острова и прилегающие районы Южной Америки), юго-восточная Pygoscelis kerguelensis (Кергелен, возможно Хёрд) и южная Pygoscelis ellsworthi (Антарктический полуостров, прибрежная Антарктика и остров Южная Георгия).
Локальные адаптации в геноме
Анализ тысяч однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) показал сигналы отбора, связанные с адаптацией к местным условиям. У южной линии обнаружены изменения в генах, связанных с терморегуляцией, накоплением жира и восприятием света, что соотносится с жизнью в экстремальных полярных условиях. Восточная линия демонстрирует особенности, связанные с эффективным углеводным обменом и физиологией ныряния, тогда как северная линия показывает изменения в генах, влияющих на пищеварение и сердечную и мышечную функции, что может поддерживать длительную подводную активность при поиске пищи.
Роль экологии и изоляции в видообразовании
Исследователи оценивают, что разделение линий происходило в пределах последних сотен тысяч лет. Географическая изоляция островных популяций и барьеры океанических течений, в частности Антарктический полярный фронт, способствовали ограничению обмена генами и локальной адаптации. Гибкая диета генту — способность питаться рыбой, крилем, кальмарами и каракатицами — уменьшала потребность в дальних миграциях ради пищи и, наряду с привязанностью к местам гнездования, усилила генетическую дифференциацию популяций.
Уязвимость островных популяций
Модельные оценки показывают, что подходящие климатические условия для некоторых островных линий могут сильно сократиться. Для изолированных популяций, например на Кергелене и других субантарктических островах, отсутствие запасных подходящих мест потенциально увеличивает риск. В то же время подходящие территории для южной линии, обитающей в антарктическом регионе, могут смещаться по континенту с изменением условий.
Кроме климатического фактора, угрозами для популяций остаются разрушение среды обитания, инвазивные хищники (крысы, собаки), конкуренция с коммерческим рыболовством и случайные поимки в сетях.
Польза геномики для охраны
Большой и разнообразный генетический набор данных может помочь не только в таксономии, но и в охране: изучение генетических маркеров, связанных с устойчивостью к болезням и другим стрессам, позволит выделять наиболее уязвимые популяции и планировать меры по их защите.
В исследовании участвовали специалисты из нескольких стран, а первым автором работы указан аспирант Чилийского университета Дейли Нолл.
