Городская среда Москвы как фактор изменчивости генетической структуры серых крыс

Анализ генетической структуры популяции инвазивных видов может предоставить важные сведения для разработки стратегий управления и регуляции их численности. Одним из наиболее инвазивных видов в России является серая крыса (Rattus norvegicus) [1]. Москву, крупнейший город Европы, отличают постоянно развивающаяся инфраструктура, высокие темпы жилищного строительства и роста населения. В настоящее время неизвестно, какова структура популяций серых крыс в городе. Москва разделена на 9 районов, каждый из которых характеризуется особенностями коммуникаций, природных зон и плотности жилищной застройки. Урбанизация часто приводит к снижению геномного разнообразия в популяциях [2], более высокой генетической дифференциации между популяциями [3, 4]. В связи с этим целью исследования была оценка генетической структуры популяции серых крыс в Москве. Всего исследовано 53 образца R. norvegicus, собранных в разных частях Москвы. Материал разделён на локальные выборки в соответствии с районом исследования: Зеленоград (ЗеАО), северо-запад (СЗАО), запад (ЗАО) юго-запад (ЮЗАО) юг (ЮАО), центр (Зоопарк) (ЦАО) и восток (ВАО) Москвы. В качестве аутосомных маркёров генетического полиморфизма использовали 13 микросателлитных локусов, разработанных для R. norvegicus. Генетическую структуру популяции исследовали с применением байесовской кластеризации в программе Structure 2.3.4. По результатам исследований было выявлено снижение аллельной изменчивости, что, в свою очередь, обусловлено инбридингом среди популяций серых крыс Москвы. По административным округам структура выглядит следующим образом: выборки серых крыс из ЮЗAO, ЗАО, ЦАО и ВАO формируют отдельные генетические кластеры. Наиболее сходны между собой выборки из ЗеАО, ЗAO и ЮАО, в то время как в СЗАО генотипы исследованных особей гетерогенны (рисунок).

Обмен генов между популяциями серых крыс Юго-Западного (ЮЗАО) и Северо-Западного (СЗАО) административных округов, где ранее была найдена мутация Tyr139Ser [5], оказался незначительным. Это указывает на независимое приобретение резистентности в колониях серых крыс СЗАО и ЮЗАО. Сохранившиеся природные экосистемы города повлияли на уровень изменчивости и обособленности отдельных популяций серых крыс Москвы. Так, зверьки в ВАO и ЮЗАО Москвы, отловленные недалеко от обширных природных зон, характеризовались более высокой генетической изменчивостью и обособленностью в отличие от крыс других районов города. По данным кластерного анализа была выявлена гетерогенность популяции серых крыс СЗАО Москвы (рисунок). Вероятно, в формировании этой популяции принимали участие особи разных колоний города. В СЗАО расположено множество водных объектов, что позволяет крысам обитать в более комфортной среде, так как источники воды служат основным критерием расположения больших колоний вида. Для выборок из других районов города (ЗАО, ЮАО) установлено, что урбанизация значительным образом повлияла на уровень генетической изменчивости. Возможно, колонии серых крыс в этих частях города подвергаются прессу урбанизации в большей степени, и это может отражаться на сокращении их численности и фрагментации ареала. В ЦАО (территория зоопарка) на структуру популяции и её изменчивость, по-видимому, повлияла регулярная инвазия крыс при транспортировке животных. По данным кластерного и дискриминантного анализа (рисунок), выборки из ЗеАО, ЮАО, ЗАO по структуре были сходны между собой. Крысы ЗеAO, предположительно, могли составлять основу популяций в ЗАО и ЮАО. В дальнейшем произошла фрагментация их ареала в связи с урбанизацией этих территорий. Нового потока мигрантов фактически не происходило в связи с изолированностью этих районов плотной застройкой и отсутствием природных местообитаний. В настоящее время застройка ЗАО и ЮАО продолжается.