MSU DEER LAB (Bronson Strickland, Steve Demarais и Eric Michel) | Първоначално публикувано в GameKeepers: Farming for Wildlife Magazine. За да се абонирате, щракнете тук.

В даден момент от живота си всички сме чували поговорката „Ти си това, което ядеш.“ Обикновено нашите майки ни казваха това, за да ни насърчават да ядем зеленчуците си и не толкова бонбони. Същият съвет може да бъде даден при управлението на елен с бяла опашка. Изследванията показват отново и отново значението на храненето за белоопашатите елени за постигане на техния генетичен потенциал за растеж на тялото и размер на рога. Така че не е изненадващо, че елените също са това, което ядат.

Поддържането на подходяща плътност на елените, управлението на местообитанията и допълнителните насаждения на храна са всички управленски дейности, които рутинно се практикуват от дивечовете, за да се подобри качеството на диетата на елените. Ами ако ви кажем, че не само еленът е продукт от това, което яде, но и какво ядат майка му и баба му!?

Последните изследвания в MSU Deer Lab разкриха, че елените са много подобни на хората, защото са засегнати от феномен, наречен „епигенетика“. В тази статия ще направим преглед на 10-годишен изследователски проект, където изследвахме относителното влияние на генетиката и храненето върху еленското тяло и размера на рога. Смятаме, че нашите резултати имат силни последици за мениджърите на елени. Но преди да се задълбочим в нашия изследователски проект, нека да прегледаме някои човешки изследвания, които направиха възможно това важно научно откритие на епигенетиката.

ефекта

Whitetail Deer наследяват околната среда на своите предшественици

По време на Втората световна война няколко европейски градове бяха или в обсада, или линиите за доставка на храна бяха прекъснати, причинявайки месеци на хранителни лишения. Години след приключването на Втората световна война много човешки изследователи започнаха да изследват въздействието на недостига на храна върху бременните майки, като измерваха ръста и теглото на децата, заченати през тези периоди. Много от тези деца са били по-малки в резултат на ограничаването на храната, преживяно от майка им, но дали тези разлики просто ще изчезнат години по-късно в зряла възраст, когато храната вече не е била ограничена, или тези периоди на сериозно ограничаване на храните имат въздействие през целия живот? Изследователите установиха, че не само сериозното ограничаване на храната по време на бременността (докато е в утробата) засяга детето от юношеството до зрялата възраст; това се отрази и на децата на техните деца! По някакъв начин това въздействие на ограничаването на храната се пренася и върху внуците на възрастния! Но как може да бъде това? Дали децата са наследили някакъв маркер, който е повлиял на генетичната им експресия дори по време на изобилие от храна?

Старият модел на генетиката ни научи, че хората наследяват гени от родителите си и средата, изживяна по време на живота, влияе върху начина на изразяване на тези гени. Така например, да кажем, че гените на един долар са кодирани, за да растат 140 рога на B&C и тежат 190 килограма, но доларът се ражда в район с ниско качество на местообитанията и следователно има лошо хранене през целия си живот. Вместо да изпълни генетичния си потенциал, той е ограничен от заобикалящата го среда и отглежда само рога от 120 клас и тежи 150 паунда на зрялост.

Това би бил класически пример за стария генетичен модел, показващ как средата, преживяна през живота, влияе върху потенциала на индивида.

Този нов модел на епигенетика казва, че е важна не само средата, която един долар преживява по време на живота си, но и средата, преживяна от неговите родители и баби и дядовци! Така че децата не само наследяват гени от родителите си, но и наследяват малки екологични маркери, които казват дали е добре да се експресират определени гени или не. Това е забележително откритие и обяснява вариациите, които виждаме при елените, далеч по-добре от стария генетичен модел. Това също е брилянтен начин майката природа да позволи на елените (и други животни) да бъдат по-приспособими към променящата се среда. Изглежда майката природа все още има някои трикове в ръкава си.

Фигура 1. Размерът на рогата се различава значително в зависимост от почвените райони в Мисисипи.

Фигура 2. Улавяне на местоположения на диви, бременни, използвани в нашето проучване

Ефектът на почвата има върху размера на дивите елени

Сега с тази основна информация ще се върнем към нашето проучване. Този проект беше съвместно усилие между лабораторията за елена на MSU и Департамента за дивата природа, рибарството и парковете в Мисисипи (MDWFP) и нашият изследователски въпрос беше доста прост - вариацията в размерите на тялото и елените в щата Мисисипи, причинени от околната среда или по генетика (Фигура 1)?

За да отговорят на този въпрос аспиранти и биолози, заловени бременни, от популации в три отделни почвени района на Мисисипи (Фигура 2). Тези три региона се характеризират с добро, средно и лошо качество на почвата. Освен това трите региона имат много различни земеползвания. Делтата, регион с добро качество на почвата, е доминиран от земеделието и осигурява много елен фураж през по-голямата част от годината. От другия край на спектъра е почвеният регион на долната крайбрежна равнина (LCP), който има лошо качество на почвата, а ландшафтът е доминиран от интензивно производство на борове, което ограничава количеството фураж от елени, произведено върху даден имот през голяма част от цикъла на растеж на насаждението . Лос Хилс е точно в средата - не толкова добър, колкото Делтата, нито толкова лош, колкото LCP.

Крайното въздействие на тази връзка между качеството на почвата и производството на фураж от елени е очевидно както върху размера на тялото, така и върху елените на елените от тези региони. Когато сравняваме телесното тегло и размера на еленовия рог, виждаме, че делта доларите са с 41 паунда по-тежки и 25 инча по-големи от LCP на тригодишна възраст.

Въпреки че разликата в еленовия рог и размера на тялото на елените в Мисисипи изглежда е ясно свързана с качеството на почвата и използването на земята, може да има и генетична причина. Преди 60-те години голяма част от югоизточната част на САЩ е лишена от елени. В днешно време е трудно да си представим, но държавните агенции за дивата природа са прекарали десетилетия в складиране на елени в съответните им щати. Например, в Мисисипи MDWFP пусна над 3000 елени с надеждата да възстанови популациите - и се получи! Понастоящем повечето държави имат процъфтяваща популация на елени.

Възможно ли е вариацията в размера на тялото и рога, наблюдавана в Мисисипи, да се дължи на генетични разлики от запасените елени? В края на краищата, Мисисипи беше запасил елени от Тексас, Мексико, Северна Каролина и Уисконсин, за да назовем само няколко. Предишни изследвания от лабораторията за елен на MSU потвърдиха, че има ясни генетични „подписи“ на елени в цялата държава, които са свързани с възстановяване на запасите. Въпреки че открихме, че някои популации на елени имат различен генетичен произход, това не означава непременно, че тези разлики са отговорни за промяната в размерите на тялото и елените, ние просто доказахме, че съществуват генетични джобове. Но може би източниците на отглеждане са отговорни за по-големите рога в някои райони на Мисисипи?

Експеримент: Ефектът на храненето има върху растежа

Трябваше да проектираме проучване, за да раздразним относителното влияние на генетиката и храненето. Можем да постигнем това, като уловим диви елени и контролираме диетата им. Ако диетата е една и съща, а размерът на тялото и рога остава различен, можем да заключим генетични разлики. От друга страна, ако разликите в размера на тялото и еленовия рог изчезнат, когато елените се хранят с една и съща качествена диета, можем да заключим, че причината е храненето.

Уловените наистина са транспортирани до съоръжението за изследване на елени в MSU и са родили малките си през следващите месеци. След отбиването на елени всички те получиха една и съща висококачествена диета. Така че, за разлика от майките си, това първо поколение Delta, Loess Hills и LCP получава всички едни и същи висококачествени диети. Уловехме всеки елен всяка година през есента и измерихме телесното им тегло и размера на рога за регионални сравнения. Предположихме, че елените от регионите Loess Hills и LCP ще растат до еднакъв размер с елените Delta, тъй като на всички им е осигурена еднаква диета. Но дали го направиха?


Резултати от хранителния експеримент

Когато анализирахме напълно резултатите си, не намерихме това, което очаквахме. Смятахме, че теглото на телесните пари от Delta по същество ще остане същото (в края на краищата те вече получават висококачествена диета в дивата природа), докато парите от Loess Hills и LCP ще се подобрят значително. Що се отнася до телесното тегло, парите от Delta и Loess Hills са се увеличили с 9 паунда спрямо дивите си колеги (Фигура 3). Но парите от най-хранително ограничената зона, LCP, само се увеличиха с 1 паунд! Нека повторя - телесното тегло на LCP долари, които са хранени с висококачествена диета от елени до 3-годишна възраст, се е увеличило само с 1 паунд в сравнение с техните колеги, които бродят в района на хранителните нужди в южната част на Мисисипи.

Фигура 3. Сравнение на телесното тегло и размера на рога между дивите долари и първото поколение (F1) от три почвени района на Мисисипи. F1 долара се хранеха със същата висококачествена диета от раждането.

Рогата реагира малко по-различно. По същество няма промяна в делтата, 7-инчов ръст в льосовите хълмове и 12-инчов ръст в LCP (Фигура 3). Това е по-скоро в посока на това, което очаквахме - по-големи увеличения на LCP в сравнение с Delta и Loess Hills.

Сега за втората част от нашето проучване - второто поколение. Второто поколение е съставено от елени, които са родени от майки, отгледани в нашите изследователски кошари на оптималната, висококачествена диета. Тоест те са потомци на елени от първо поколение (не забравяйте, че елените от първото поколение са отгледани на една и съща висококачествена диета, но майките им са от дивата природа). Големи промени настъпиха във второто поколение!

Както можете да видите на Фигура 4, доларите от регионите Delta, Loess Hills и LCP са се увеличили съответно с 33, 20 и 36 паунда в сравнение с дивите долари! Сега LCP доларите имат еквивалентни телесни тегла на дивите долари от региона на Делтата! Размерът на рога показва същата тенденция. Доларите от регионите Delta, Loess Hills и LCP се увеличиха съответно с 5, 11 и 33 инча в сравнение с дивите долари (Фигура 4)!

Фигура 4. Сравнение на телесното тегло и размера на рога между дивите и второто поколение (F2) долари от три почвени района на Мисисипи. F2 долара бяха хранени със същата висококачествена диета.


И така, какво научихме? Първо и най-важно, вие сте това, което ядете - и това, което яде майка ви! Нашите резултати ясно показват, че елените в района на LCP на Мисисипи или която и да е зона от ареала на белите опашки с нискокачествена почва не са обречени генетично да имат по-малки тела и рога, те са просто продукт на тяхната среда. След като храненето беше подобрено, тези LCP долара започнаха да показват своя генетичен потенциал - но отне време.

Ние се чувстваме уверени, че това, което открихме, е епигенетичен ефект. Въпреки че първото поколение пари е отгледано на същата оптимална диета, някои гени, кодиращи растежа, не са „включени“. Майката на майка им е предала сигнал на гените си, който по същество е казал да не растат толкова големи, колкото можете, защото околната среда просто няма да го поддържа (има недостатък да бъдете твърде големи, когато храната е ограничена). До 2-ро поколение обаче тези генетични превключватели бяха включени. Тъй като майка ми се хранеше добре, аз вероятно ще имам и добро хранене, така че сега е безопасно да се разрастваме. Не е ли майката природа невероятна?

3 ключови съвета за отглеждане на вашия елен

  1. Спрете да се притеснявате за генетиката! Въпреки че генетиката контролира растежа на тялото и елените на елените, те не могат да бъдат управлявани в популационен мащаб (ще запазим тази тема за друга статия на Gamekeeper).
  2. Фокусирайте се върху храненето. Тези резултати дават възможност, защото показват ясна връзка между качеството на бона и храненето, което е нещо, което можете да подобрите във вашия имот. Управлението на местообитанията и допълнителното хранене ще дадат резултати.
  3. Големите промени ще отнемат време. Не забравяйте, че ще настъпят значителни промени в времевия мащаб на поколението. Отделните елени ще реагират на увеличеното хранене в краткосрочен план, но тези промени са минимални в сравнение с промените, които ще видите 5 до 10 години по-късно на ниво популация, след като тези генетични превключватели бъдат включени.

Начини да започнем да отглеждаме по-големи елени

И така, какво можете да направите като пазач на игри, за да включите тези генетични превключватели? На първо място е управлението на местообитанията. Осигуряването на изобилие от естествени широколистни тревисти растения (фураж) е от решаващо значение. Майката Природа ви е дала семето за тези растения; просто трябва да подготвите място, за да растат. Това може да се постигне чрез нарушаване на почвата, като дискане и изгаряне, и чрез управление на покрива на вашата горска земя. Еленният фураж се нуждае от слънчева светлина! Сенчестите гори осигуряват много малко фураж за елените. Така че работете с регистриран лесовъд, за да изтъните дървените стендове възможно най-скоро и след това да включите предписана програма за изгаряне.

След като сте създали добро местообитание на елени, допълнете с парцели храна. Много ловци вършат добра работа със засаждането на парцели за храна през прохладния сезон, но малцина разработват добра програма за топъл сезон. Имайте предвид, че през лятото се отглеждат както рога, така и елени, така че това е критичен момент за елените да се хранят добре и да включат тези гени за растеж!

Тези резултати трябва да бъдат оправданието да се съсредоточите върху управлението на вашето местообитание на елени за хранене. Това е най-добрата възвръщаемост на вашата инвестиция, но ще отнеме време.