Новое исследование Оксфордского университета, Йеллоустонского национального парка и штата Пенсильвания, опубликованное сегодня в журнале Science, возможно, наконец-то разгадало, почему волки меняют цвет по всему Североамериканскому континенту.

Если бы вы отправились из Арктической Канады на юг, вниз по Скалистым горам в США, в сторону Мексики, то чем дальше вы продвигаетесь на юг, тем больше там черных волков. Причины этого уже давно озадачивают ученых.

Профессор Тим Коулсон с биологического факультета Оксфордского университета, который руководил работой, объясняет: "В большинстве частей света черные волки отсутствуют или очень редки, но в Северной Америке они распространены в одних районах и отсутствуют в других. Ученые давно задавались вопросом, почему. Теперь у нас есть объяснение, основанное на исследованиях волков по всей Северной Америке, и моделирование, основанное на экстраординарных данных, собранных соавторами, которые работают в Йеллоустоуне ".

Цвет шерсти у волков (Canis lupus) определяется геном под названием CPD103. В зависимости от варианта гена, которым обладает волк, его шерсть может быть черной или серой.

Исследователи предположили, что этот ген также играет роль в защите от респираторных заболеваний, таких как вирус собачьей чумы (CDV). Это связано с тем, что область ДНК, содержащая этот ген, также кодирует белок, который играет важную роль в защите от инфекций в легких млекопитающих. Они предсказали, что наличие черной шерсти будет связано со способностью волков выживать при заражении CDV.

Чтобы проверить эту идею, они проанализировали 12 популяций волков из Северной Америки, чтобы выяснить, была ли вероятность того, что волк будет черным, предсказана наличием антител к CDV. Если у волка есть антитела к CDV, значит, он заразился CDV в прошлом и выжил. Они обнаружили, что волки с антителами к CDV с большей вероятностью будут черными, чем серыми. Они также обнаружили, что черные волки чаще встречаются в районах, где произошли вспышки CDV.

Исследователи проанализировали данные о популяции волков в Йеллоустонском национальном парке за более чем 20 лет. Они обнаружили, что черные волки с большей вероятностью переживут вспышки CDV по сравнению с серыми волками. Эти результаты привели их к гипотезе о том, что в районах, где происходят вспышки чумы, волки должны выбирать партнеров противоположного цвета шерсти, чтобы максимизировать вероятность того, что у их детенышей будет черная шерсть.

Они использовали простую математическую модель, чтобы проверить эту идею. Интересно, что прогнозы их модели полностью соответствовали наблюдениям о том, что черные и серые волки с большей вероятностью будут спариваться в районах, где вспышки CDV являются обычным явлением. Это конкурентное преимущество теряется в районах, где вспышки CDV не происходят.

Эти результаты согласуются с идеей о том, что частота вспышек CDV по всей Северной Америке ответственна за распространение черных волков, поскольку наличие гена черной шерсти также может обеспечить защиту от вируса. Это также объясняет, почему спаривающиеся пары в Йеллоустоуне, где происходят вспышки собачьей чумы, как правило, черно-серые.

Питер Хадсон, профессор биологии Уилламана из Пенсильванского университета, сказал: "Интригует, что ген защиты от CDV был получен от домашних собак, привезенных первыми людьми, прибывшими в Северную Америку, а вирус болезни CDV появился в Северной Америке много тысяч лет спустя, снова от собак".

"Что мне нравится в этом исследовании, так это то, как мы смогли собрать вместе экспертов из стольких областей и различных подходов, чтобы показать, как болезнь может оказывать заметное влияние на морфологию и поведение волков. Мы узнаем, что болезнь является основным фактором эволюции, который влияет на многие аспекты популяций животных ".

Исследователи предполагают, что другие виды могут следовать той же схеме, что и волки. У многих насекомых, амфибий, птиц и нечеловеческих млекопитающих есть ассоциации между цветом и устойчивостью к болезням. Возможно, наличие болезни или то, как часто происходят вспышки болезни, является важным фактором, влияющим на цвет партнера, которого предпочитает животное.