Grupa zwierząt oddzielonych od swoich krewniaków kilometrami dróg, pól uprawnych i innych zabudowań ludzkich równie dobrze mogłaby mieszkać na odizolowanej wyspie na środku oceanu. Odcinając się od swoich sąsiadów, populacja zwierząt nie będzie już mieszać się z innymi. Jeśli izolowana grupa jest mała, może to prowadzić do czegoś zwanego wąskim gardłem genetycznym lub zmniejszonej zmienności genetycznej. W trudnych czasach lub w zmieniających się okolicznościach - zmiana klimatu, klęski żywiołowe, zwiększona presja polowań - brak różnorodności genetycznej może zmniejszyć zdolność populacji do przystosowania się do presji zewnętrznej. Dlatego badacze pracujący z zagrożonymi gatunkami nie tylko troszczą się o zwiększenie liczebności tych zwierząt, ale także o zapewnienie, że ich populacje utrzymają zdrową dawkę różnorodności genetycznej.
Tygrysy, obawiają się naukowcy, mogą podlegać niebezpiecznym wąskim gardłom genetycznym. Dziś te charyzmatyczne koty zajmują tylko siedem procent ich historycznego zasięgu, a gatunek jest podzielony na 76 oddzielnych grup w całym ich historycznym zasięgu. Wiele leśnych płatów tych grup jest połączonych cienkimi korytarzami drzew, ale pytanie, czy tygrysy faktycznie korzystają z tych korytarzy do przemieszczania się od łaty do łaty i interakcji między sobą, było pytaniem, które wymagało odpowiedzi.
„W szczególności dla tygrysów nie ma opublikowanych informacji o przepływie genów na poziomie krajobrazowym, co oznacza, że nie wiemy wystarczająco dużo o tym, w jaki sposób łączność siedlisk może wpływać na różnorodność genetyczną i trwałość populacji w kontekście metapopulacji”, pisze międzynarodowy zespół naukowców pod przewodnictwem Smithsonian Conservation Biology Institute, w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B.
Zespół postanowił zamieszkać z jedną fragmentaryczną populacją tygrysów w środkowych Indiach, aby dowiedzieć się, jak tygrysy łączą się z korytarzami leśnymi. Chociaż tygrysy kiedyś wędrowały po rozległej dżungli pokrywającej tę część świata, teraz istnieją w czterech odizolowanych, odrębnych grupach, które stanowią 17 procent całkowitej populacji tygrysów w Indiach.
Zespół skoncentrował się na pięciu rezerwach tygrysów (z których dwa są bezpośrednio połączone) w środkowych Indiach. Przebadali około 9 000 mil lasu i szlaków, w tym w obrębie rezerwatów i leśnych korytarzy łączących rezerwaty. Zebrali wszystko, co znaleźli pozostawione tygrysy, w tym kał, włosy i pazury.
Z około 1500 zebranych próbek naukowcy wyizolowali markery mikrosatelitarne - krótkie, powtarzające się wzorce w DNA, które można prześledzić do pojedynczego zwierzęcia lub populacji zwierząt. Wykorzystując te wskazówki genetyczne, zespół zidentyfikować 273 indywidualnych tygrysów. Kwantyfikacja stopnia zmienności genetycznej między próbkami znalezionymi w rezerwach pozwoliła naukowcom oszacować prąd szybkość przepływu genów między różnymi populacjami. Następnie, używając modelu matematycznego, który próbuje prześledzić populację z powrotem do ostatniego wspólnego przodka, oni może wywnioskować szybkość, z jaką tygrysy przemieszczały się przez Indie w ciągu ostatnich 10 000 lat.
Mapy obszaru badań, około 1700 (u góry po lewej) i 2000 (u dołu po lewej). Mapy pokazują dramatyczne zmiany krajobrazu, które miały miejsce podczas tego 300-letniego okna, redukując siedlisko tygrysów do zaledwie kilku odizolowanych płatów i korytarzy. Rezerwy tygrysów są przedstawione w prawym górnym rogu - na tej mapie czerwony oznacza lokalizację poszczególnych tygrysów zidentyfikowanych w rezerwach. (Zdjęcie Sharma i in., Proceedings of the Royal Society B) Odkryli, że tygrysy nadal kojarzą się i wymieniają geny z genami z różnych rezerw, mimo że niektóre z chronionych regionów są oddzielone 70 do 230 mil. Im lepiej utrzymany korytarz leśny, tym wyższy wskaźnik przepływu genów między populacjami.
Nic dziwnego, że poziom przepływu genów był w przeszłości znacznie wyższy. Pomiędzy populacjami z najbardziej zdegradowanymi korytarzami leśnymi tempo przepływu genów spadło do 70 procent w porównaniu do poziomów historycznych. Fragmentacja populacji rozpoczęła się już 1000 lat temu, jak wyliczyli autorzy, ale naprawdę przyspieszyła w XVIII i XIX wieku, kiedy rozwój, rolnictwo i pozyskiwanie drewna na tym obszarze nasiliły się pod panowaniem brytyjskim. Ten czas oznaczał także okres zwiększonej presji myśliwskiej na tygrysy.
Dobra wiadomość jest taka, że niektórym tygrysom nadal udaje się znaleźć, nawet w niejednolitym, rozdrobnionym krajobrazie. Ale złą wiadomością jest to, że spotkania te są znacznie rzadsze niż w przeszłości - szczególnie w miejscach, w których brakuje dobrze zdefiniowanych korytarzy leśnych. Mimo to autorzy są ogólnie optymistycznie nastawieni do swoich wyników, pisząc: „Różnorodność genetyczna tygrysów w Indiach utrzymała się na wysokim poziomie nawet po ostatnim (około 150 lat) 10-krotnym spadku rzeczywistej wielkości populacji”.
Utrzymanie przepływu genów wymaga jednak utrzymania rezerw leśnych i korytarzy, co nie jest gwarantowane na przyszłość. Fragmentacja i separacja populacji tygrysów, jak piszą autorzy, jest wciąż procesem ciągłym. Wyniki zespołu „nie powinny umniejszać znaczenia utrzymywania i zachowania korytarzy dla przyszłego przetrwania tej metapopulacji”. Innymi słowy, chociaż wspaniale jest stwierdzić, że niektórym tygrysom wciąż udaje się przechodzić między populacjami, menedżerowie przyrody nie powinni tego brać jako znak, aby podnieść nogi. Zespół podsumowuje:
Przedstawiliśmy przekonujące dowody sugerujące, że korytarze te są skuteczne i funkcjonalne w utrzymywaniu przepływu genów. Korytarze te odgrywają ważną rolę w utrzymaniu zmienności genetycznej i trwałości tygrysów w tym krajobrazie. Ponowne połączenie uszkodzonych korytarzy i utrzymanie istniejących w wrażliwy politycznie i logistycznie wykonalny sposób jest dużym wyzwaniem dla biologów zajmujących się ochroną przyrody i decydentów.
