Генетические и ископаемые данные говорят, что летучие мыши произошли из Европы

Фото из открытых источников

Летучие мыши составляют более одной пятой всех ныне живущих видов млекопитающих, однако вопрос о том, где и когда они впервые поднялись в воздух, десятилетиями оставался предметом споров. Анализ 103 геномов летучих мышей указывает на европейский континент как на родину единственных млекопитающих, способных к активному полету, опровергая более ранние теории, которые отдавали предпочтение Африке, Азии или Северной Америке. Эти результаты получены в рамках консорциума Bat1K, международного проекта по секвенированию геномов всех ныне живущих видов летучих мышей. Результаты были опубликованы в журнале Nature.

«Летучие мыши постоянно нас удивляют», — сказала профессор Соня Вернес из Университета Сент-Эндрюс и директор Bat1K. «Они представляют собой один из величайших экспериментов эволюции. Этот необычайный геномный ресурс наконец-то позволяет нам понять, как развивалась их удивительная биология».

«Летучие мыши господствуют в ночном небе около 65 миллионов лет, но определить, где они впервые поднялись в воздух, оказалось гораздо сложнее», — сказала профессор Сюзанна Хэнд из Университета Нового Южного Уэльса. «Достижения в области секвенирования генома и вычислительной техники позволили нам сравнивать и объединять данные ДНК ныне живущих летучих мышей с ископаемыми находками таким образом, который ранее был невозможен».

Это позволило получить гораздо более ясное представление о раннем генеалогическом древе семейства летучих мышей и указывает на Европу как на место, где летучие мыши впервые поднялись в воздух.

На первом этапе проекта Bat1K исследователи проанализировали высококачественные сборки геномов на хромосомном уровне от 103 видов, 42 из которых были получены впервые.

Они объединили эти генетические данные с набором данных из 699 анатомических признаков, полученных от 65 видов, включая 44 ископаемых вида, существовавших до четвертичного периода.

Используя статистические модели, учитывающие возраст ископаемых останков, ученые пришли к выводу, что предок всех летучих мышей жил в Европе в позднем палеоцене.

Анализ показал вероятность европейского происхождения летучих мышей в 99,2% и отклонил более ранние предположения, согласно которым их происхождение связано с Африкой, Азией или Северной Америкой.

По всей видимости, основные линии развития летучих мышей диверсифицировались в течение короткого промежутка времени в раннем эоцене, около 56 миллионов лет назад.

Этот период совпал с палеоценово-эоценовым термическим максимумом, резким эпизодом глобального потепления.

«Примененный нами подход к моделированию эволюции ископаемых и ныне живущих видов позволяет сделать то, что не под силу другим методам: идентифицировать самую древнюю группу ископаемых летучих мышей, учитывая при этом геномные данные, и выяснить, когда и где возникли летучие мыши», — сказала профессор Лилиана Давалош из Университета Стоуни-Брук.

Команда Bat1K также рассмотрела один из самых насущных вопросов в этой области: развилась ли способность к эхолокации, использующая звуки, издаваемые гортанью, до или после диверсификации летучих мышей.

Авторы поместили ископаемый вид, названный Vielasia, в самую древнюю ветвь генеалогического древа семейства летучих мышей. Это указывает на то, что гортанная эхолокация существовала до диверсификации современных летучих мышей, предполагая тесную связь между полетом и эхолокацией у самых ранних летучих мышей.

«На протяжении десятилетий велся вопрос о том, что появилось у летучих мышей раньше — полет или эхолокация, — и это потому, что летучие мыши не могут летать ночью без изменения восприятия, позволяющего им летать в темноте», — объясняет профессор Давалош. «Наш анализ показывает, что в древнейшей ветви летучих мышей уже существовали виды, которые однозначно использовали эхолокацию. Таким образом, исходя из филогенетического дерева с этими окаменелостями, эхолокация у летучих мышей развилась вскоре после появления полёта у млекопитающих».

Проанализированные исследователями геномные данные также помогли реорганизовать генеалогическое древо семейства летучих мышей.

Они относят семейство Myzopodidae, обитающее на Мадагаскаре, к самой ранней ветви надсемейства Vespertilionoidea.

Они также выделяют два других надсемейства, Emballonuroidea и Vespertilionoidea, в качестве сестринских групп.

«Это невероятно, что после десятилетий исследований и противоречивых результатов мы наконец-то получили надежное филогенетическое дерево, которое теперь можем использовать для правильного понимания того, как эволюционировали уникальные черты летучих мышей», — сказала профессор Эмма Тилинг из Университетского колледжа Дублина и соучредитель консорциума Bat1K. «У нас также есть геномы, позволяющие раскрыть молекулярную основу этих впечатляющих адаптаций и определить место ископаемых летучих мышей в этом генеалогическом древе».

Другие результаты, полученные командой Bat1K, касаются мест, где летучие мыши пересекают океаны.

Анализ склоняется к тому, что около 54 миллионов лет назад одна из основных групп, надсемейство Noctilionoidea, проходила через Северную Атлантику по маршруту из Европы в Северную Америку, а не через Берингов регион.

Также была отвергнута идея о том, что летучие мыши попали в Южную Америку, перемещаясь между островами из Африки.

«Вместо этого, время и маршрут распространения летучих мышей семейства Noctilionidae в Америку совпадают с расширением тропиков в средних широтах Америки и Европы и началом поднятия островов Панамского перешейка, что обеспечивает среду обитания и североамериканский маршрут для этой радиации летучих мышей», — резюмировали ученые.