Вести.Ru: Впервые восстановлены полные геномы живых и вымерших слонов

Тема:

Генетика растений и животных 1 месяц назад

Новости Наука

28 февраля 201815:22 Юлия Воробьёва

Впервые восстановлены полные геномы живых и вымерших слонов

Это исследование генетических связей слонов стало самым масштабным за всю историю. Его итог – 14 полностью восстановленных геномов древних и современных слоновых.
Фото San Diego Zoo Global.

Слоны – самые крупные сухопутные млекопитающие из ныне живущих. Они появились на Земле 5-10 миллионов лет назад. Семейство слоновых сегодня насчитывает всего лишь три вида (лесные и саванные слоны из Африки, а также индийские слоны). Остальные хоботные (мамонты и мастодонты) уже вымерли.

Впрочем, и оставшиеся животные если не близки к исчезновению, то во всяком случае находятся под угрозой: в мире их осталось 500 тысяч. Сокращение численности популяций происходит в том числе из-за браконьерства, которое особенно распространено в странах Африки.

Чтобы больше узнать об эволюционной истории уникальных гигантов, международная команда специалистов впервые секвенировала геномы как ныне живущих, так и уже вымерших слоновых.

Учёные использовали усовершенствованную технологию и в результате составили 14 геномных портретов: по два на каждого из трёх существующих видов, а остальные для вымерших – геном прямобивневого лесного слона, четыре генома шерстистых мамонтов, геном мамонта Колумба и два генома американских мастодонотов.

В пресс-релизе исследователи из Института Броуд сообщают, что родословная вымерших и современных слонов в результате оказалось не совсем такой, как представляли эволюционные биологи.

Один из ведущих авторов исследования профессор Керстин Линдблад-Тох (Kerstin Lindblad-Toh) стояла у истоков масштабного Проекта по восстановлению генома слонов (Elephant Genome Project), который стартовал в 2008 году. По её словам, новая работа – это не просто отчёт о геноме слонов, а отправная точка для понимания того, как эти удивительные животные связаны друг с другом. Более того, новые методы и модели, которые использовали авторы, пригодятся и в других подобных работах, уверены учёные.

Первый важный вывод работы: африканские саванные и лесные слоны всё-таки являются двумя отдельными видами. Долгое время на этот счёт велись споры, однако теперь анализ ясно показал, что это два совершенно разных вида, которые находились почти в полной изоляции в течение 500 тысяч лет и успели накопить немало генетических отличий. И, как отмечается в работе, сегодня каждый из них в равной степени нуждается в защите и охране.

Кстати, специально для этого проекта учёные из Университета Аделаиды (США) разработали новый метод поиска межвидовых отличий, который опирается на маркеры ДНК различных типов.

"Наш метод был необходим для независимого подтверждения эволюционных отношений и правильной реконструкции генеалогического древа. Самое интересное, он применим и к другим видам", — рассказывает в пресс-релизе соавтор исследования Атма Иванцевиц (Atma Ivancevic).

Другие не менее интересные результаты касаются предков слонов. Как уже отмечалось, исследователи из разных научных лабораторий восстановили несколько геномов мамонтов и мастодонтов, а также геном прямобивневого слона, возраст останков которого оценивается в 120 тысяч лет (его реконструированный геном является одним из самых древних).

"Комбинированный анализ геномных данных всех этих древних слонов и мастодонтов выявил в их истории сложность, о которой мы просто не знали раньше", — рассказывает Хендрик Пойнар (Hendrik Poinar) из Университета МакМастера в Канаде, который работал с останками ископаемых животных.

Он поясняет, что прямобивневых слонов всегда считали предками азиатских из-за схожего строения черепов и зубов. Однако геномный анализ показал, что на самом деле эти животные более тесно связаны с африканскими лесными слонами.

"Мы были озадачены несоответствием между морфологическими и генетическими результатами, но наши анализы показывают, что родословная прямобивневых слонов была очень сложной", — говорит палеогенетик Элефтерия Палкопулу (Eleftheria Palkopoulou).

По её словам, геном вымершего гиганта включает гены нескольких предков. Он связан и с древним африканским слоном, и с шерстистым мамонтом, и с нынешним лесным слоном.

Кроме того, общие гены нашлись в геномах двух видов мамонтов – шерстистого и колумбийского. А вот мастодонты, как было установлено, отделились от предков слонов примерно 20-30 миллионов лет назад.

Получается, эволюция видов происходила на фоне множества межвидовых и даже межродовых скрещиваний, которые имели место, вероятно, из-за частых миграций, говорят специалисты. В то же время, в случае с африканскими лесными и саванными слонами, напротив, наблюдается изоляция длиной в полмиллиона лет, которая также повлияла на формирование своих отличий.

Теперь учёные намерены продолжить исследование разнообразия как живых, так и вымерших слоновых, чтобы отследить изменения их популяций на разных континентах с течением времени. Специалисты надеются, что новые данные также помогут в сохранении оставшихся популяций гигантов.

Более подробно о хитросплетениях слоновьих генетических связей рассказывается в статье, которая была опубликована в издании PNAS.

Добавим, что слоны постоянно преподносят учёным сюрпризы. К примеру, ранее выяснилось, что они интуитивно понимают указательные жесты человека и умеют распознавать людей-агрессоров по голосу. А ещё слоны оказались самыми мало спящими млекопитающими.

Также мы рассказывали о том, как исследователи пытались возродить мамонта, внедрив его гены слону.