Биологи #СПбГУ в составе международного коллектива впервые в мире расшифровали геном байкальской нерпы, а также предположили, когда и почему она мигрировала в озеро Байкал. Ранее определить полную последовательность ДНК нерпы было невозможно из-за недостаточной точности существующих методов.
Сегодня благодаря новой технологии Hi-C это всё же удалось сделать. Байкальская нерпа (Pusa sibirica) — единственный сохранившийся исключительно пресноводный вид тюленя. Она обитает в озере Байкал и является эндемиком. То есть распространена только в этом регионе и имеет ограниченную численность. Вид также занесён в Красную книгу Международного союза охраны природы, ему присвоен охранный статус «вызывающий наименьшие опасения».
О животном учёным известно мало. Единственное, установлено, что предки байкальской нерпы были обитателями Арктики. Так, у Pusa sibirica и родственных ей пагофильных (приспособленных к жизни во льдах) видов — кольчатой нерпы (Pusa hispida) и каспийского тюленя (Pusa caspica) — есть общие адаптационные признаки. Это размножение на льду, белый мех у детёнышей, необходимый для маскировки, способность долго находиться под водой и льдом и преодолевать под ними значительные расстояния, а также инстинкт дыхания «карманами» выдыхаемого воздуха, накапливающегося подо льдом, и строительство снежных берлог с отверстиями для дыхания через лёд толщиной не менее 1,8 метра.
Идея расшифровать геном байкальской нерпы появилась более десяти лет назад в рамках международного проект Genome 10K 100к. Суть проекта заключалась в том, чтобы секвенировать геномы 100 тысяч животных, среди которых оказался данный вид. Первая версия получилась лишь набором отдельных фрагментов, которые было сложно упорядочить из-за большого числа повторяющихся участков. Благодаря новому методу Hi-C определить последовательности ДНК, которые физически находятся близко друг к другу в клетке, оказалось возможным.
Результаты анализа на гетерозиготность показали относительно равномерное распределение гетерозиготных участков по геному. Это свидетельствует о том, что современная популяция нерп произошла от небольшой группы животных, отделившейся от своих предков и заселивших озеро Байкал.
По результатам анализа генома учёные смогли реконструировать некоторые детали демографической истории. Так, по их предположениям, на Pusa sibirica большое влияние оказало оледенение территорий. По их оценкам, два вида разделились в диапазоне от 1,15 до 1,5–1,7 миллиона лет назад. Вероятно, миграция байкальских нерп произошла между 1,5–0,6 и 3–1 миллионами лет назад и была спровоцирована распространением льда. Именно это вытеснило их в реки, а затем (скорее всего, где-то 0,7–0,3 миллиона лет назад) и в озеро Байкал.