Геном шерстистого носорога извлечен из мяса в желудке замороженного волчонка

Фото из открытых источников

Ученые проанализировали геном шерстистого носорога возрастом 14 400 лет, полученный из фрагмента его плоти, найденного в желудке древнего волчонка. Результаты позволяют экспертам понять причины вымирания шерстистых носорогов, которое, вероятно, произошло быстро из-за изменения климата.

Ткани шерстистого носорога (Coelodonta antiquitatis ) были обнаружены внутри мумифицированных останков волчонка, впервые найденных в сибирской вечной мерзлоте в 2011 году. Последующее вскрытие волчонка показало, чем он питался: он был одним из последних шерстистых носорогов на Земле. Но теперь ученые выяснили, как секвенировать полный геном животного из непереваренных фрагментов плоти носорога.

«Полное секвенирование генома животного ледникового периода, обнаруженного в желудке другого животного, никогда ранее не проводилось», — заявил соавтор исследования Камило Чакон-Дуке из Уппсальского университета в Швеции.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Genome Biology and Evolution, ученые проанализировали мышечную ткань шерстистого носорога и сравнили ее с более старыми образцами, чтобы изучить численность популяции этого вида и уровень инбридинга непосредственно перед его вымиранием. Этот кусок мяса предоставил беспрецедентную информацию о причинах исчезновения шерстистого носорога.

Многие вымершие виды оставляют следы своего сокращения в географическом ареале, численности популяции и геноме. По мере уменьшения численности популяции животного, оно может концентрироваться в определенной области. Например, шерстистые мамонты (Mammuthus primigenius) существовали примерно до 4000 лет назад на отдаленном острове в Сибири. Но их небольшая популяция способствовала инбридингу, и это отсутствие генетического разнообразия, возможно, в конечном итоге и привело к гибели мамонтов. (Хотя другое исследование предполагает, что эти островные мамонты погибли в результате случайного загадочного события.)

Однако шерстистый носорог был широко распространен в северной Евразии примерно до 35 000 лет назад. Со временем его географический ареал сократился, и вид сосредоточился в северо-восточной Сибири, прежде чем вымер около 14 000 лет назад. Обнаруженный в желудке волчонка фрагмент ткани шерстистого носорога был датирован методом радиоуглеродного анализа 14 400 годами, что означает, что шерстистый носорог, вероятно, был одним из последних представителей своего вида.

Исследователи получили геном шерстистого носорога из сохранившейся мышечной ткани и сравнили его с двумя более древними геномами, датированными 18 000 и 49 000 лет назад. Они обнаружили, что у всех трех носорогов были схожие уровни инбридинга и генетического разнообразия, что позволяет предположить, что в Северной Сибири существовала относительно стабильная популяция шерстистых носорогов по крайней мере до 14 400 лет назад, и что их вымирание произошло быстро после этого.

«Наши результаты показывают, что популяция шерстистых носорогов существовала в течение 15 000 лет после появления первых людей на северо-востоке Сибири, что позволяет предположить, что причиной вымирания стало потепление климата, а не охота со стороны человека», — говорится в заявлении соавтора исследования профессора Лава Далена из Центра палеогенетики в Швеции. Результаты подтверждают предыдущие работы нескольких тех же исследователей.

Быстрые изменения климата на Земле произошли в конце плейстоцена (последнего ледникового периода), и многие крупные млекопитающие вымерли. Исчезновение шерстистого носорога совпадает с периодом, называемым межстадиалом Бёллинг-Аллерёд, который включал резкое потепление климата Северного полушария примерно от 14 700 до 12 900 лет назад. Это резкое потепление климата, возможно, уничтожило излюбленную пищу холодолюбивых травоядных шерстистых носорогов и, таким образом, способствовало их быстрому сокращению численности.

Хотя новый геном не разрешает всех загадок, связанных с вымиранием шерстистого носорога, исследователи продемонстрировали, что можно восстановить ДНК одного животного изнутри другого.

«Извлечение полного генома из такого необычного образца было действительно захватывающим, но и очень сложным процессом», — заявила ведущий автор исследования Сольвейг Гудьонсдоттир из Стокгольмского университета.

Исследователи надеются, что их достижение проложит путь для будущего анализа ДНК и генома тканей животных из «неожиданных источников».