Анализ ДНК раскрывает историю вымершего и замерзшего детеныша пещерного льва

Фото из открытых источников

Анализ древней ДНК меняет представления ученых о пещерных львах. Вместо того чтобы быть увеличенными копиями современных львов, адаптированными к жизни в ледниковый период, эти вымершие хищники, по-видимому, следовали собственному эволюционному пути более миллиона лет.

Используя геномы, полученные из останков пещерных львов в Евразии и Северной Америке, исследователи обнаружили, что пещерные львы образовали совершенно отдельную линию, которая отделилась от современных львов очень давно. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Cell.

Однако вызванные изменением климата изменения среды обитания иногда сближали эти две группы, оставляя следы скрещивания в их генетической истории.

Результаты исследования раскрывают гораздо более сложную историю одного из самых знаковых хищников ледникового периода.

Исследование проводилось учеными из Швеции и Великобритании в Центре палеогенетики, совместном проекте Стокгольмского университета и Шведского музея естественной истории. 

Для того чтобы составить полную картину, команда изучила 12 геномов пещерных львов из разных регионов Евразии и крайнего севера Северной Америки, охватывающих более 100 000 лет.

Они сравнили эти данные с 20 геномами ныне живущих львов из Африки и Южной Азии.

Часть древней ДНК была получена из костей и зубов. Но часть — из исключительно хорошо сохранившихся мягких тканей, в том числе ДНК двух детенышей пещерных львов из Северной Сибири.

«Пещерных львов часто изображали просто как более крупную и выносливую версию современных львов», — сказал соавтор исследования Дэвид Стэнтон. «Но то, что мы видим в их геномах, гораздо более примечательно — линия развития, которая эволюционировала независимо более миллиона лет, накапливая свои уникальные биологические особенности».

Ранее предполагалось, что пещерные львы и современные львы разделились сравнительно недавно. Однако новый анализ указывает на гораздо более глубокое разделение, возможно, произошедшее более 1,5 миллиона лет назад.

С генетической точки зрения, эти две группы были явно разными и на протяжении очень долгого времени шли разными путями.

Это важно, потому что это меняет наше представление о самом животном. 

Пещерный лев был не просто знакомым львом, пересаженным в более холодный мир. Это была отдельная ветвь семейства кошачьих со своей собственной долгой историей.

Исследователи также обнаружили признаки того, что это длительное разделение внесло важные биологические изменения в пещерного льва.

Они выявили мутации, уникальные для пещерных львов, которые, вероятно, влияют на функционирование определенных белков. 

Они также обнаружили необычную концентрацию изменений в генах, связанных с функциями мозга, зрением, ростом и развитием кровеносной системы.

Это соответствует тому, на что уже много лет намекают ископаемые и наскальные рисунки.

Вероятно, пещерные львы отличались не только размерами. Возможно, они также различались по поведению, физиологии и адаптации к окружающей среде.

Таким образом, суть истории не только в том, что пещерные львы были старше и существовали обособленнее, чем считалось ранее. Дело в том, что эта долгая независимость, по-видимому, породила действительно совершенно иное животное.

Но даже после столь долгого периода эволюции врозь, пещерные львы и современные львы не остались полностью изолированными друг от друга.

Команда обнаружила свидетельства многочисленных эпизодов скрещивания между двумя линиями на протяжении десятков тысяч лет. Генетический вклад современных львов в пещерных львов был не очень значительным, но достаточно очевидным, чтобы показать, что это не было единичным случаем.

Что делает это особенно интересным, так это временные рамки. Исследователи обнаружили, что геномы пещерных львов содержали больше признаков современного происхождения от львов в более холодные периоды, когда ледниковые покровы были наиболее обширны. 

В периоды похолодания популяции пещерных львов, вероятно, расширились дальше на юг, вступив в контакт с современными львами из таких мест, как Центральная и Юго-Западная Азия.

«Наши результаты показывают, что прошлые изменения климата не только изменили среду обитания. Они активно сблизили виды, создав кратковременные возможности для скрещивания, которых иначе бы не существовало», — говорит соавтор исследования профессор Лав Дален из Центра палеогенетики в Стокгольме.

Таким образом, климат влияет не только на места обитания животных. Он также может изменять биологические границы, создавая зоны контакта между линиями, которые в противном случае могли бы оставаться разделенными.

Исследование указывает на ныне вымершую популяцию современных львов в Юго-Западной Азии как на наиболее вероятный источник этого генного потока.

Возможно, эти львы выступали в роли своего рода моста между двумя линиями в более холодные периоды, когда изменение среды обитания приводило их в одни и те же регионы. 

Это значит, что мир львов в прошлом, вероятно, был сложнее, чем тот, который мы видим сегодня. 

Существовали популяции и взаимоотношения, которые больше не существуют, но которые когда-то играли важную роль в формировании генетической истории этих животных.

Это напоминание о том, что вымирание уничтожает не только виды. Оно также разрушает связи между ними.

Исследователи также обнаружили, что сами пещерные львы не были статичными.

В Евразии популяции пещерных львов продемонстрировали обширную генетическую взаимосвязь, при этом предки распространились на большие расстояния за относительно короткие периоды времени. 

Это говорит о том, что они были очень мобильны и гораздо теснее связаны между собой на территории, чем можно было бы предположить, основываясь только на разрозненных находках ископаемых.

Поэтому вместо того, чтобы представлять пещерных львов как изолированные группы, выживающие в разных уголках Евразии ледникового периода, возможно, точнее было бы представить себе динамичную, широко распространенную популяцию, перемещающуюся на огромных территориях.

В ходе этих перемещений они время от времени вступали в контакт с современными львами, когда позволяли климатические условия.

Благодаря этому они воспринимаются не как застывшая реликвия, а скорее как живая, изменчивая родословная со своей собственной внутренней историей.

По сути, это исследование выводит пещерных львов из тени современных львов.

Долгие годы к ним часто относились как к чему-то второстепенному, как к драматической версии животного ледникового периода, которое нам уже известно. Но геномы рассказывают гораздо более богатую историю. 

Эти кошки представляли собой отдельную линию, насчитывающую более миллиона лет независимой эволюции, обладающую собственной биологией, собственными перемещениями и собственной историей контактов с родственными львами.

Когда животное вымирает, его легко свести к простому образу: большая кошка на стене пещеры, череп в музейном ящике, более крупный родственник чего-то еще живого. 

Но иногда ДНК возвращает этому животному его истинную сущность. Она показывает, что то, что казалось знакомым, на самом деле было чем-то гораздо более странным и необычным, чем мы предполагали.