ДНК шерстистого носорога возрастом 14 тысяч лет извлекли из желудка волка.
К концу последнего ледникового периода древний волк полакомился молодым шерстистым носорогом (Coelodonta antiquitatis). Когда волк умер, он оказался похороненным в сибирской вечной мерзлоте примерно на 14 тысяч лет, пока его не обнаружили палеонтологи в 2015 году. К счастью для учёных, часть тканей шерстистого носорога сохранилась в желудке волка. Теперь эти генетические детективы проанализировали геном шерстистого носорога и выяснили, что вид, вероятно, вымер из-за быстрого сокращения популяции, а не из-за медленного упадка по мере потепления климата Земли. Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале Genome Biology and Evolution.
«Секвенирование полного генома животного ледникового периода, найденного в желудке другого животного, никогда раньше не проводилось», — сказал в заявлении Камило Чакон-Дуке, соавтор исследования и палеогеномист из Стокгольмского университета в Швеции. «Восстановление геномов особей, которые жили непосредственно перед вымиранием, — сложная задача, но она может дать важные подсказки о том, что привело к исчезновению вида, что также может быть актуально для сохранения исчезающих видов сегодня», — сказал он.
Иллюстрация того, как мог выглядеть шерстистый носорог. Изображение: ДиБгд через WikimediaCommons CC By 4.0
Замороженный во времени
Шерстистый носорог жил от 5,3 миллиона до примерно 8700 лет назад в современной Европе, Северной Африке и Азии. У крупных млекопитающих было два больших рога на передней части черепа и густая шерсть. Художники каменного века часто изображали шерстистого носорога в своих работах, в том числе на наскальных рисунках во французской пещере Шове-Понт д’Арк, которым около 30 тысяч лет.
ДНК шерстистого носорога, найденная в желудке волка ледникового периода, была обнаружена в вечной мерзлоте недалеко от деревни Тумат в Сибири. Когда учёные проводили вскрытие древнего волка, они обнаружили небольшой фрагмент сохранившейся ткани шерстистого носорога в его желудке. Радиоуглеродное датирование показало, что ткани было около 14 400 лет, что делает её одним из самых молодых образцов шерстистого носорога, когда-либо обнаруженных.
Сохранённый в вечной мерзлоте шерстистый носорог (не часть этой статьи) в Якутске, Россия. Изображение: Музей мамонта Северо-Восточного федерального университета.
Поскольку генетический материал со временем разлагается, картирование генома таких животных, как эти, умерших тысячи лет назад, невероятно сложно. ДНК волка также усложняет анализ.
«Было действительно интересно, но также очень сложно извлечь полный геном из такого необычного образца», — добавила Сольвейг Гудьонсдоттир, один из ведущих авторов исследования, которая выполняла работу в рамках своей магистерской диссертации в Стокгольмском университете.
Сравнение геномов
Чтобы понять, как генетическое разнообразие, уровень инбридинга и вредные мутации менялись в течение последнего ледникового периода, команда сравнила геном носорога из Тумата с двумя другими высококачественными геномами более старых образцов. Оба этих образца были старше, им около 18 тысяч и 49 тысяч лет назад.
Они не обнаружили никаких признаков генетического ухудшения из-за отсутствия подходящих партнёров для спаривания по мере приближения шерстистых носорогов к вымиранию. Это указывает на то, что вид в целом, вероятно, сохранял стабильную и относительно большую популяцию вплоть до своего исчезновения около 8700 лет назад.
«Наши анализы показали удивительно стабильный генетический паттерн без изменений в уровне инбридинга в течение десятков тысяч лет до вымирания шерстистых носорогов», — сказала соавтор исследования и палеогеномист Эдана Лорд.
Кроме того, в геноме не было никаких признаков долгосрочного постепенного сокращения популяции. Вымирание, по-видимому, произошло относительно быстро, вероятно, из-за глобального потепления в конце ледникового периода.
«Наши результаты показывают, что шерстистые носороги имели жизнеспособную популяцию в течение 15 тысяч лет после прибытия первых людей в северо-восточную Сибирь, что говорит о том, что вымирание было вызвано потеплением климата, а не охотой человека», — заключил соавтор исследования и эволюционный геномист Лав Дален.