Установлен уже вымерший ближайший родственник африканского лесного слона

Африканский лесной слон

Ученые разработали новую лабораторную методику, позволяющую восстанавливать ДНК высокой степени деструкции. Таким образом, было установлено ближайшее родство вымерших прямобивневых слонов и африканского лесного слона. Кроме научной ценности, призвание этих результатов состоит в том, чтобы привлечь внимание общественности и природоохранных организаций к угрозе вымирания, под которой сегодня находятся африканские лесные слоны.

Ранее ученые считали, что вымершие в доисторические времена слоны вида Palaeoloxodon antiquus, обитавшие в Европе и Азии более 30 тысяч лет назад, были ближайшими родственниками современных азиатских слонов. Такому мнению способствовало внешнее сходство видов, а также проведенный ранее ДНК-анализ. В связи с новыми данными, результаты первого ДНК-анализа окаменелой слоновой кости могут быть пересмотрены. Скорее всего, в представлениях об эволюции слонов, полученных с помощью устаревших методик, допущены неточности

Интернациональная команда исследователей показала, что ближайшими родственниками Palaeoloxodon antiquus в действительности являются африканские лесные слоны, живущие ныне на планете. Сообщение об этом опубликовано в очередном выпуске издания Science. Такие выводы основаны на результатах, полученных с применением новых генетических методов, позволивших ученым проанализировать многочисленный биологический материал, включающий более чем 100 000-летние ископаемые. Большая часть такого древнего материала деградировала настолько, что анализу обычными методами более не подлежит, потому для его анализа применялись преимущественно описательные методики.

Маттиас Мейер, ученый из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка, являющийся одним из авторов опубликованного в Science исследования, сообщил, что практически весь доступный для анализа ископаемый материал возрастом несколько сотен тысяч лет происходит из вечной мерзлоты. Новые лабораторные разработки дают надежду на то, что в скором времени ученые смогут восстанавливать столь же древние фрагменты ДНК, извлеченные из ископаемых, происходящих из более теплых территорий, где, как известно, ДНК разлагается значительно быстрее.

Применяя новую методику, палеонтологи исследовали фрагменты ДНК, взятые из костей четырех прямобивневых слонов, найденных на территории Германии. Эти ископаемые были собраны в процессе экспедиции в бассейне древнего озера, где они сохранились благодаря покрытию из минеральных отложений. Авторы исследования говорят, что за счет улучшенной методики они смогли извлечь и упорядочить фрагменты высоко деградированных ДНК в этих ископаемых.

Результаты получены за счет восстановления полных митохондриальных геномов четырех образцов прямобивневых слонов, а также частичного восстановления ядерных геномов из двух ископаемых Palaeoloxodon antiquus.

Исследователи проанализировали костную митохондриальную ДНК, которая идентична у родственников по матери, так как наследуется, с несколькими мутациями, только от матерей к потомкам. Это свойство позволяет генетикам отслеживать прямые генетические линии и установить степень родства животных.

Высокий уровень мутаций в митохондриальных ДНК по сравнению с ядерными упрощает различение близкородственных индивидуумов, а относительно низкий уровень рекомбинации (смешение участков ДНК от матери и отца) делает их генетическую историю стабильной на долгое время. Кроме того, митохондриальные ДНК хорошо защищены в клетках. Более вероятно, что в древнейших ископаемых сохранятся именно они, а не ядерные ДНК. Таким образом, анализ митохондриальных ДНК позволяет ученым построить эволюционное дерево видов с большей степенью достоверности.

Ученые сравнили ДНК германских образцов Palaeoloxodon antiquus с геномами шерстистых мамонтов, а также трех видов из ныне живущих слонов – азиатскими слонами, а также двумя видами африканских слонов – саванным и лесным. Было выявлено, что ДНК Palaeoloxodon antiquus наиболее похожи на ДНК африканских лесных слонов, хотя географически среда обитания прямобивневых слонов находилась ближе к Евразии. Более того, оказалось, что вымершие прямобивневые слоны являются еще более близкими родственниками африканским лесным слонам, чем африканские лесные слоны слонам африканской саванны, обитающим с ними на одном континенте. Результаты получены не только из исследования митохондриальной ДНК, но и подтвердились путем анализа фрагментов ядерной ДНК, в которой смешаны материнские и отцовские гены особи.

Адриан Листер, палеобиолог из Музея естественной истории в Лондоне, заметил, что они с коллегами стремятся к пониманию всех зафиксированных ими отличий в строении ДНК с точки зрения различий в морфологии, которые имеются между представителями разных видов слонов. Но пока это составляет предмет будущих исследований.

Еще одни авторы исследования, Майкл Хофрейтер и Яшеко Ишида, подчеркнули важность сравнения фрагментов ДНК вымерших животных с фрагментами ДНК ныне живущих видов. Ведь новые результаты генетического анализа противоречат более ранним заключениям, основанным на сравнении формы костей различных слонов для их классификации. Черепа Palaeoloxodon antiquus характеризовались двумя куполообразными выпуклостями, что сделало вымерший вид внешне похожим на современных азиатских слонов. Именно потому прямобивневые и азиатские слоны ранее ошибочно считались близкими родственниками.

В своей работе авторы заключают, что текущее научное мнение по поводу эволюции слонов требует пересмотра. Полученные результаты также показывают, что предки современных африканских слонов ушли из Африки в Евразию около 750 тысяч лет назад. Общий предок Palaeoloxodon antiquus и африканского лесного слона жил в промежутке времени 3,5-1,5 млн. лет назад, а предки африканских слонов саванны отделились от этой группы около 3,9-7 млн. лет назад. Понимание этих особенностей развития видов может повлиять на приоритетность усилий, необходимых для сохранения их представителей.

Кроме того, результаты генетического анализа подтвердили, что в Африке все же существует два вида слонов, а не один. Как отметил соавтор исследования, ученый из Университета Иллинойса Альберт Рока, за последние 15 лет на планете было уничтожено более двух третей популяции африканских лесных слонов. Этот вид относится к тем немногим видам животных, угроза вымирания которых в ближайшие десятилетия стоит наиболее остро. Ученый возмущен тем, что некоторые природоохранные учреждения не признают африканских лесных слонов как отдельный вид, потому потребности этих животных в защите и сохранении игнорируются. В начале 2000-х годов Рока впервые выявил генетические различия между африканскими лесными слонами и слонами саванны. Последующие его исследования, проведенные сообща с другими генетиками, подтвердили наличие двух видов африканских слонов, но сообщество по сохранению видов до сих пор так и не приняло это заключение окончательно.

Поделиться с друзьями: