Ganito nakakatulong ang genome ng isang woolly rhinoceros upang maunawaan ang mahiwagang pagkalipol nito.

impormasyon ng hayop » Insekto » Ganito nakakatulong ang genome ng isang woolly rhinoceros upang maunawaan ang mahiwagang pagkalipol nito.

Ilang nakaraan 14.400 taonSa isang nagyeyelong tanawin ng hilagang-silangang Siberia, isang tuta ng lobo, ilang linggo pa lamang ang edad, ang kumain ng isang piraso ng karne, hindi alam na maoobserbahan pa ito pagkalipas ng libu-libong taon. Ang pagkaing iyon, na napreserba sa permafrost sa loob ng tiyan nito, ay nagbunyag ng mga mahahalagang detalye tungkol sa... genome ng isang woolly rhinoceros at tungkol sa kung paano naglaho ang simbolong uri na ito noong Panahon ng Yelo.

Ang pagtuklas ay nagbigay-daan sa isang pandaigdigang pangkat ng mga siyentipiko, na may malakas na partisipasyon mula sa mga sentro ng pananaliksik sa Nordic, upang mabawi at masuri ang pagkakasunod-sunod ng... Kumpletong genome ng isang woolly rhinoceros na nakuha mula sa tissue na kinain ng isang predatorAng mga resulta ay tumutukoy sa mabilis na pagkalipol na nauugnay sa matinding pag-init ng klima, at hindi sa progresibong pagkaubos ng henetiko o patuloy na presyon ng pangangaso ng tao.

Isang nagyeyelong tuta at isang hindi inaasahang huling pagkain

Nagsimula ang kwento noong 2011, nang ang mga mangangaso ng garing ay matatagpuan malapit sa nayon ng TumatSa liblib na hilagang-silangan ng Russia, ang halos buo na labi ng isang tuta ng kulay abong lobo na nakulong sa Permafrost ng SiberiaAng hayop, isang babaeng nasa pagitan ng pito at siyam na linggong gulang, ay pinaniniwalaang biglang namatay matapos gumuho ang lungga nito dahil sa pagguho ng lupa noong... katapusan ng huling panahon ng yelo.

Ikinagulat ng mga mananaliksik ang kalagayan ng pagkapreserba nito: ang bangkay ay natural na na-mommy, at ang karamihan sa panloob na tisyu, kabilang ang mga laman ng tiyan, ay nanatiling nasa pambihirang kondisyon. Sa panahon ng autopsy, isinagawa sa isang laboratoryo sa Vienna at kalaunan ay sinuri sa Sentro para sa Paleogenetics Mula sa Stockholm, isang maliit na piraso ng tisyu na humigit-kumulang 3×4 sentimetro sa tiyan ng hayop.

Noong una, ang piraso ng karneng iyon ay natatakpan ng madilaw na balahibo Ito ay iniugnay sa isa pang malaking megafauna mammal, tulad ng isang sinasabing leon sa kweba. Gayunpaman, ang pagsusuri ng DNA ng mitochondrialKung ikukumpara sa mga database ng kasalukuyan at mga extinct na mammal, nagpakita ito ng halos perpektong tugma sa Coelodonta antiquitatis, Ang mabalahibong rhinoceros na nangibabaw sa malamig na mga steppe ng Eurasia sa loob ng daan-daang libong taon.

Ang radiocarbon dating ay naglagay kapwa sa batang lobo at sa piraso ng tisyu sa paligid ng 14.400 taong gulangNangyari ito sa mismong hangganan ng pagkawala ng uri sa Siberia. Sa madaling salita, kinain ng maliit na lobo ang isa sa pinakabatang kilalang ispesimen ng woolly rhinoceros, ilang daang taon lamang bago ang tuluyang pagkalipol nito ayon sa talaan ng mga fossil.

Pagsunod-sunod ng isang genome mula sa tiyan ng isang mandaragit

Ang pag-convert ng piraso ng semi-digested na karne tungo sa isang kumpleto at maaasahang genome ay hindi madaling gawain. Sinaunang DNA Karaniwan itong dumarating na pira-piraso, sa napakaliit na dami at may halong genetic material mula sa ibang mga organismo, sa kasong ito ay sa lobo mismo at sa mga mikrobyong nauugnay sa agnas.

Sa Sentro ng Stockholm para sa PaleogeneticsSa isang pakikipagtulungan sa pagitan ng Stockholm University at ng Swedish Museum of Natural History, kasama ang pakikilahok ng Uppsala University, ang mga mananaliksik ay nagdisenyo ng isang napaka-masusing protokol sa eksperimento upang mapakinabangan ang pagbawi ng kapaki-pakinabang na DNA. Kabilang sa pangkat ang mga kilalang tao tulad ng Mahalin mo si Dalén, Camilo Chacón-Duque y Solveig Gudjonsdottir, gumamit ng mga espesyalisadong malinis na imprastraktura ng laboratoryo at mga pamamaraan ng high coverage sequencing.

Ang naging resulta ay a mataas na kalidad na genome ng mga rhinoceros, na may sapat na saklaw upang makagawa ng detalyadong paghahambing sa iba pang mga ispesimen. Ayon sa mga may-akda, ito ang unang dokumentadong kaso kung saan muling binubuo ang kumpletong genome ng isang hayop sa Panahon ng Yelo na napreserba sa tiyan ng isa pa at, higit pa rito, ng woolly rhinoceros na pinakamalapit sa panahon ng pagkalipol nito kung saan makukuha ang kumpletong impormasyong henetiko.

Karamihan sa mga nakuhang tisyu ay kinain sa mga eksperimento sa laboratoryo, bagama't may isang buo pa ring bahagi na napanatili sa mga pasilidad ng sentro ng Sweden para sa mga pag-aaral sa hinaharap. Ang mga ganitong uri ng sample ay lubhang mahalaga dahil, sa paleogenomics, karaniwan nang ginagamit ang napakaliit na laki ng sample at mga materyales na may limitadong rekord ng fossil.

Paghahambing sa iba pang mga woolly rhinoceros

Gamit ang genome ng tinatawag na Tumat individual, inihambing ito ng mga siyentipiko sa dalawa pang iba. Mga Siberian woolly rhinoceros naunang pinag-aralan, na tinatayang nasa humigit-kumulang 18.000 at 49.000 na taonAng layunin ay upang muling buuin ang kasaysayan ng henetiko ng uri ng hayop sa nakalipas na sampu-sampung libong taon at upang suriin kung, habang papalapit ang pagkawala nito, naobserbahan ang tipikal na pagkasira na kaakibat ng matagal na pagbaba ng demograpiko.

Kabilang sa mga indikasyon na sinuri ay ang heterozygosity (isang sukatan ng pagkakaiba-iba ng henetiko), ang presensya ng mahahabang homozygous na mga segment (ROH, na nauugnay sa kamakailang pagkakamag-anak) at ang tinatawag na nakakapinsalang genetic loadIyon ay, ang akumulasyon ng mga mutasyon na maaaring makapinsala sa pangmatagalang kaligtasan.

Ang tatlong indibidwal ay nagpakita ng halos magkaparehong antas ng genetic diversity, na walang indikasyon ng kamakailang pagbaba sa epektibong laki ng populasyon o malalang inbreeding episodes. Ang proporsyon ng genome sa loob ng mga homozygous na rehiyon ay mataas ngunit matatag, at isa lamang Isang napakaliit na porsyento ang tumutugma sa mahahabang segment na magbubunyag ng paghahalo ng lahi sa pagitan ng malalapit na kamag-anak sa mga nakaraang henerasyon.

Nanatili rin ang pasanin ng mga high-impact mutations halos pare-pareho sa lahat ng tatlong sampol. Sa halip na isang uri ng hayop na malinaw na bumaba ang henetiko, ang larawang lumilitaw ay isa sa maliliit ngunit matatag na populasyon sa loob ng libu-libong taon, na walang bakas ng matagal na pagbagsak bago ang pagkalipol.

Isang mabilis na pagbagsak sa gitna ng pagbabago ng klima

Upang maunawaan ang nangyari, bumaling ang mga mananaliksik sa mga modelong demograpiko tulad ng PSMCna nagpapahintulot sa muling pagbuo ng mga pagbabago sa laki ng populasyon sa paglipas ng panahon mula sa isang genome. Ang mga nagresultang kurba ay tumutukoy sa isang unti-unting pagbaba ng bilang ng mga rhinoceros sa buong Late Pleistocene, isang bagay na inaasahan dahil sa mga baryasyon sa kapaligiran na tipikal ng mga glaciation, ngunit walang mga palatandaan ng biglaang pagguho hanggang sa malapit na matapos.

Ang datos ay akma sa isang senaryo kung saan pinanatili ng mga uri ng hayop mga populasyon na mabubuhay at malusog sa henetiko hanggang ilang siglo bago ito nawala. Ipinapahiwatig ng lahat na ang pangunahing sanhi ay isang pangyayari ng biglang pag-init sa pagtatapos ng Panahon ng Yelo, na nauugnay sa mainit na panahon na kilala bilang Bølling-Allerød o ang Late Glacial Maximum, na nagsimula mga 14.700 taon na ang nakalilipas at tumagal nang mga 1.800 taon.

Sa panahong iyon, mabilis na bumalik sa dati ang temperatura, ang malamig at tuyong mga steppe—ang mainam na tirahan ng mga woolly rhinoceros—ay naging mas basa at mas magubat na mga tanawin, at ang Eurasian steppe-tundra na sumuporta sa Pleistocene megafauna ay lumiit nang husto. Sa loob lamang ng ilang 300 o 400 na taonSa isang kisap-mata lamang sa antas ng ebolusyon, ang kapaligirang perpektong naangkop sa dakilang herbivore na ito ay naglaho.

Kaya naman, sinusuportahan ng bagong pag-aaral ang teorya ng isang mabilis na pagkalipol na may kaugnayan sa pagbabago ng klimaSa halip na isang mahabang proseso ng genetic erosion, ang woolly rhinoceros, kahit sa Siberia man lang, ay sumuko hindi dahil nanghina na ito, kundi dahil ang mundo nito ay masyadong mabilis na nagbago upang magbigay-daan sa epektibong adaptasyon.

Anong papel ang ginampanan ng mga tao?

Ang pagkalipol ng megafauna ng Panahon ng Yelo ay lumilikha ng debate sa komunidad ng mga siyentipiko sa loob ng mga dekada, sa Europa, Espanya at sa iba pang bahagi ng mundo: ito ba ay pangunahing resulta ng pag-init pagkatapos ng glacier o ang pagpapalawak ng mga modernong tao sa anatomiya At kumusta naman ang presyur sa pangangaso? Sa partikular na kaso ng woolly rhinoceros sa hilagang-silangang Siberia, ang datos ng genomic ay nagtutulak sa balanse patungo sa klima.

Ang mga tao ay naroon na sa rehiyon nang hindi bababa sa 15.000 taon bago ang pagkalipol Sa panahong ito, walang nakitang senyales ng pagkawala ng dibersidad o pagtaas ng inbreeding sa mga populasyon ng rhinoceros. Ang mga bilang na ito ay naaayon sa matagal na pakikipamuhay sa pagitan ng mga hunter-gatherer at malalaking herbivore nang walang agarang nakamamatay na epekto sa mga ito.

Hindi ito nangangahulugan na ang uri ng hayop ay ligtas mula sa mga aktibidad ng tao. May ilang mga hipotesis na nagmumungkahi na ang pangangaso ay maaaring nakatulong sa pagbagsak ng mga populasyon na dati nang naapektuhan ng pandemya. pagkawala ng tirahan at mga pagbabago-bago sa kapaligiran, lalo na sa mas siksik na mga rehiyon ng Europa at Asya. Gayunpaman, ang magagamit na ebidensyang arkeolohiko para sa hilagang-silangang Siberia ay hindi tumutukoy sa isang masinsinan at malawakang pangangaso ng mga woolly rhinoceros sa huling yugto ng kanilang kasaysayan.

Isang posibleng karagdagang pahiwatig ang nagmumula mismo sa sample ng tisyu: ang hugis-parihaba nitong hugis ay humantong sa ilang mga may-akda na magmungkahi na maaaring ito ay hiwain gamit ang mga kagamitang batoMarahil bilang bahagi ng pangangaso ng tao. Kung gayon, maaaring nakahanap ang tuta ng lobo ng mga labi ng isang hayop na pinatay ng mga tao, bagama't pinagdedebatihan pa rin ang interpretasyong ito at walang konklusibong ebidensya na ito ay karneng pinroseso ng mga grupo ng tao.

Permafrost bilang isang genetic archive ng Panahon ng Yelo

Higit pa sa mga konklusyon tungkol sa pagkalipol ng woolly rhinoceros, ipinapakita ng kaso ng guya ni Tumat ang potensyal na siyentipiko ng permafrost bilang isang likas na arkibos ng sinaunang DNA. Ang patuloy na mababang temperatura ay kumikilos na parang isang higanteng freezer na maaaring magpreserba ng malalambot na tisyu, laman ng tiyan, at maging ng mga fossil na dumi sa loob ng libu-libong taon.

Hanggang kamakailan lamang, ang paleogenetics ay pangunahing nakatuon sa mga buto at ngipin, ang mga materyales na pinakamahusay na nakatagal sa pagsubok ng panahon. Gayunpaman, ang matagumpay na sequencing ng genome ng rhinoceros mula sa karne na natagpuan sa tiyan ng lobo, kasama ang iba pang mga kamakailang natuklasan—tulad ng mga bakas ng DNA ng rhinoceros na mabalahibo sa mga coprolite ng mga hyena sa kweba—, ay nagbubukas ng pinto sa mga hindi pangkaraniwang mapagkukunan ng impormasyong henetiko.

Para sa Europa at Espanya, kung saan natagpuan din ang mga labi ng Pleistocene megafauna sa mga kuweba at mga lugar sa labas, ang mga bagong metodolohiyang ito ay nag-aalok ng posibilidad na mabawi Ang datos ng genomiko ng mga uri ng hayop ay hindi gaanong kinakatawan sa klasikal na talaan ng fossilAng karanasang naipon sa mga sentrong Nordic ay maaaring magsilbing sanggunian para sa mga proyekto sa malamig na hanay ng kabundukan ng Europa o sa mga maayos na napreserbang deposito ng sediment.

Sa mga salita mismo ng mga mananaliksik, ang larangan ay sumusulong "pabaliktad": kasama ang kakaunti ang natitira Dapat nating sulitin ang mga impormasyong makukuha. Ang halimbawa ng lobo na Tumat ay naglalarawan kung gaano kalawak ang isang sample, kung maayos na mapangangalagaan at susuriin gamit ang mga angkop na kagamitan, ay maaaring makapagpabago sa ating nalalaman tungkol sa katapusan ng isang buong uri ng hayop.

Isang aral tungkol sa mga pagkalipol sa panahon ng pandaigdigang pagbabago

Ang imaheng iniwan ng pag-aaral ay ang isang matatag sa henetikong lana na rhinocerosnang walang mga tipikal na palatandaan ng isang uri ng hayop na mapapahamak dahil sa inbreeding, na nawawala sa napakaikling panahon dahil sa mga panlabas na salik. Sa halip na isang mahabang pagbaba ng demograpiko, isang biglaang pagbagsak nauugnay sa mabilis na pagkawala ng ecosystem nito.

Ang padron na ito ay may direktang implikasyon para sa kasalukuyang krisis ng biodiversity, kapwa sa Europa at sa pandaigdigang saklaw. Kahit na ang mga populasyon na lumilitaw malusog sa henetiko Maaari silang maging lubhang mahina kung ang mga pagbabago sa kanilang kapaligiran ay nangyayari nang napakabilis, dahil man sa Init ng Mundo, pagbabago ng paggamit ng lupa o kombinasyon ng ilang salik.

Ang kaso ng woolly rhinoceros ay nagmumungkahi rin na ang mga genetic indicator lamang ay maaaring hindi sapat upang mahulaan ang nalalapit na pagkalipol. Ang isang species ay maaaring mapanatili ang makatwirang pagkakaiba-iba hanggang sa halos katapusan at maaari pa ring maubos sa loob lamang ng ilang henerasyon kung ang tirahan nito ay lubhang mabago. Para sa mga patakaran sa konserbasyon sa European Union, pinatitibay nito ang pangangailangang pagsamahin pagsubaybay sa henetiko na may detalyadong pagtatasa ng mga pagbabago sa kapaligiran at pagkawala ng mga pangunahing espasyo.

Ang nagsimula bilang "huling hapunan" ng isang batang lobo noong Pleistocene ay naging, salamat sa mga pamamaraang paleogenetic na binuo sa mga institusyong Europeo, isang pribilehiyong bintana sa mga huling kabanata ng kasaysayan ng mabalahibong rhinocerosIpinahihiwatig ng lahat na hindi ito namatay dahil sa panloob na pagkasira, kundi dahil ang malamig at bukas na mundong humubog dito sa loob ng daan-daang libong taon ay nagbigay daan, sa napakaikling panahon, sa isang kakaibang tanawin kung saan wala na itong lugar.

Kaugnay na artikulo:

Katayuan ng konserbasyon ng rhinoceros: sitwasyon, banta at hinaharap