- Një këlysh ujku i gjetur në ngricën e përhershme siberiane kishte ind leshtor të rinocerontit në stomak.
- Me atë fragment, është marrë një gjenom i plotë dhe me cilësi të lartë nga një nga ekzemplarët e fundit të specieve.
- Analizat tregojnë popullata gjenetikisht të shëndetshme deri në zhdukje, pa shenja të dukshme të kryqëzimit midis dy gjinive.
- Rezultatet tregojnë një kolaps të shpejtë të lidhur me ngrohjen e klimës në fund të Epokës së Akullit, në vend të gjuetisë njerëzore.
Disa më parë Vjet 14.400Në një peizazh të ngrirë të Siberisë verilindore, një këlysh ujku, vetëm disa javësh i vjetër, hëngri një copë mishi, pa e ditur se do ta shihte mijëra vjet më vonë. Ky vakt, i ruajtur në ngricën e përhershme brenda stomakut të tij, ka zbuluar detaje kyçe rreth... gjenomi i një rinoceronti leshator dhe rreth mënyrës se si u zhduk kjo specie emblematike e Epokës së Akullnajave.
Zbulimi i ka lejuar një ekipi ndërkombëtar shkencëtarësh, me pjesëmarrje të fortë nga qendrat kërkimore nordike, të rikuperojnë dhe renditin për herë të parë... Gjenomi i plotë i një rinoceronti leshator i marrë nga indi i gëlltitur nga një grabitqarRezultatet tregojnë një zhdukje të shpejtë të lidhur me ngrohjen e fortë të klimës, dhe jo me varfërim progresiv gjenetik apo presion të vazhdueshëm të gjuetisë njerëzore.
Një qenush i ngrirë dhe një vakt i fundit i papritur
Historia fillon në vitin 2011, kur gjuetarët e fildishit të vendosur pranë fshatit TumatNë verilindjen e largët të Rusisë, mbetjet pothuajse të paprekura të një këlyshi ujku gri të bllokuar në... Ngrica e përhershme siberianeKafsha, një femër midis shtatë dhe nëntë javësh, besohet se ka ngordhur papritur pasi strofulla e saj u shemb për shkak të një rrëshqitjeje toke gjatë... fundi i epokës së fundit të akullnajave.
Gjendja e tij e ruajtjes i habiti studiuesit: trupi ishte mumifikuar natyrshëm dhe shumica e indeve të brendshme, përfshirë përmbajtjen e stomakut, mbeti në gjendje të jashtëzakonshme. Gjatë autopsisë, e kryer në një laborator të Vjenës dhe më vonë e analizuar në... Qendra për Paleogjenetikë Nga Stokholmi, një i vogël fragment indesh afërsisht 3×4 centimetra në stomakun e kafshës.
Në fillim, ajo copë mishi e mbuluar me lesh i verdhë I atribuohej një gjitari tjetër të madh megafaunash, siç është një luan i supozuar shpellash. Megjithatë, analiza e ADN-ja mitokondrialeKrahasuar me bazat e të dhënave të gjitarëve aktualë dhe të zhdukur, ajo tregoi një përputhje pothuajse të përsosur me Coelodonta antiquitatis, rinoceront leshator që dominuan stepat e ftohta të Euroazisë për qindra mijëra vjet.
Datimi me radiokarbon vendosi si këlyshin e ujkut ashtu edhe fragmentin e indeve përreth 14.400 vjet të vjetraKjo ndodhi pikërisht në prag të zhdukjes së specieve në Siberi. Me fjalë të tjera, ujku i vogël kishte ngrënë një nga ekzemplarët më të rinj të njohur të rinocerontit leshator, vetëm disa qindra vjet para zhdukjes së tij përfundimtare sipas të dhënave fosile.
Sekuencimi i një gjenomi nga stomaku i një grabitqari
Shndërrimi i asaj cope mishi gjysmë të tretur në një gjenom të plotë dhe të besueshëm nuk ishte një detyrë e lehtë. ADN-ja e lashtë Zakonisht mbërrin i fragmentuar, në sasi shumë të vogla dhe i përzier me material gjenetik nga organizma të tjerë, në këtë rast atë të vetë ujkut dhe atë të mikrobeve të shoqëruara me dekompozim.
Në Qendra e Stokholmit për PaleogjenetikëNë një bashkëpunim midis Universitetit të Stokholmit dhe Muzeut Suedez të Historisë Natyrore, me pjesëmarrjen e Universitetit Uppsala, studiuesit hartuan një protokoll eksperimental shumë të përpiktë për të maksimizuar rikuperimin e ADN-së së dobishme. Ekipi përfshin figura të shquara si Dashuri Dalén, Camilo Chacón-Duque y Solveig Gudjonsdottir, përdori infrastruktura të specializuara laboratorike të pastra dhe teknika të sekuencimit me mbulim të lartë.
Rezultati ishte një gjenom me cilësi të lartë të rinocerontit, me mbulim të mjaftueshëm për të bërë krahasime të hollësishme me ekzemplarë të tjerë. Sipas autorëve, ky është rasti i parë i dokumentuar në të cilin rindërton gjenomin e plotë të një kafshe të Epokës së Akullit të ruajtur në stomakun e një tjetre dhe, për më tepër, të rinocerontit leshator më të afërt në kohë me zhdukjen e tij, për të cilin ekziston një informacion kaq i plotë gjenetik.
Pjesa më e madhe e indeve të rikuperuara u konsumua në eksperimente laboratorike, megjithëse një fraksion i paprekur ruhet ende në mjediset e qendrës suedeze për studime të ardhshme. Këto lloje mostrash janë jashtëzakonisht të vlefshme sepse, në paleogjenomikë, është e zakonshme të punohet me madhësi shumë të vogla të mostrave dhe materiale me të dhëna fosile të kufizuara.
Krahasimi me rinocerontët e tjerë leshatorë
Me gjenomin e të ashtuquajturit individ Tumat në dorë, shkencëtarët e krahasuan atë me dy të tjerë. Rinocerontët leshatorë siberianë studiuar më parë, datuar afërsisht 18.000 dhe 49.000 vjetQëllimi ishte të rindërtohej historia gjenetike e specieve gjatë dhjetëra mijëra viteve të fundit dhe të kontrollohej nëse, ndërsa afrohej zhdukja e saj, ishte vërejtur përkeqësimi tipik që shoqëron një rënie demografike të zgjatur.
Ndër treguesit e analizuar ishin heterozigotizëm (një masë e diversitetit gjenetik), prania e segmente të gjata homozigote (ROH, e shoqëruar me lidhje gjaku të kohëve të fundit) dhe të ashtuquajturat ngarkesë gjenetike e dëmshmeKjo është, akumulimi i mutacioneve që janë potencialisht të dëmshme për mbijetesën afatgjatë.
Të tre individët treguan nivele shumë të ngjashme të diversitetit gjenetik, pa asnjë tregues të një rënieje të kohëve të fundit në madhësinë efektive të popullatës ose episodeve të rënda të inbreedingut. Përqindja e gjenomit brenda rajoneve homozigote ishte e lartë, por e qëndrueshme, dhe vetëm një Një përqindje shumë e vogël korrespondonte me segmente të gjata që do të zbulonte kryqëzime midis të afërmve të ngushtë në brezat e fundit.
Barra e mutacioneve me ndikim të lartë mbeti gjithashtu praktikisht konstante në të tre mostrat. Në vend të një specie në rënie të qartë gjenetike, pamja që del është ajo e popullatave të vogla por të qëndrueshme për mijëra vjet, pa asnjë gjurmë të një rënieje të zgjatur para zhdukjes.
Një kolaps i shpejtë në mes të tranzicionit klimatik
Për të kuptuar se çfarë ndodhi, studiuesit iu drejtuan modeleve demografike si p.sh. PSMCgjë që lejon rindërtimin e ndryshimeve në madhësinë e popullatës me kalimin e kohës nga një gjenom i vetëm. Kurbat që rezultojnë tregojnë një ulje graduale e numrit të rinocerontëve gjatë gjithë Pleistocenit të Vonë, diçka e pritshme për shkak të ndryshimeve mjedisore tipike të akullnajave, por pa shenja të shembjes së menjëhershme deri shumë afër fundit.
Të dhënat përputhen me një skenar në të cilin specia ruhet popullata të qëndrueshme dhe gjenetikisht të shëndetshme deri disa shekuj para zhdukjes së saj. Gjithçka tregon se shkaktari kryesor ishte një episod i ngrohje e papritur në fund të Epokës së Akullit, e lidhur me periudhën e ngrohtë të njohur si Bølling-Allerød ose Maksimumi i Vonë i Akullnajave, i cili filloi rreth 14.700 vjet më parë dhe zgjati për rreth 1.800 vjet.
Gjatë asaj periudhe, temperaturat u rritën me shpejtësi, stepat e ftohta dhe të thata - habitati ideal i rinocerontëve leshatorë - u transformuan në peizazhe më të lagështa dhe më të pyllëzuara, dhe Tundra e stepës euroaziatike që mbështetën megafaunën e Pleistocenit u tkurr në mënyrë drastike. Brenda një kohe prej 300 ose 400 vjetNë një çast të shkurtër në shkallën evolucionare, mjedisi me të cilin ky barngrënës i madh ishte përshtatur në mënyrë të përsosur u zhduk.
Kështu, studimi i ri mbështet hipotezën e një zhdukja e shpejtë e lidhur me ndryshimet klimatikeNë vend të një procesi të gjatë erozioni gjenetik, rinoceronti leshator, të paktën në Siberi, u nënshtrua jo sepse ishte dobësuar tashmë, por sepse bota e tij ndryshoi shumë shpejt për të lejuar një përshtatje efektive.
Çfarë roli luajtën njerëzit?
Zhdukja e megafaunës së Epokës së Akullnajave ka gjeneruar debate midis komunitetit shkencor për dekada të tëra, në Evropë, Spanjë dhe në pjesën tjetër të botës: a ishte kryesisht rezultat i... ngrohja postglaciale ose zgjerimin e njerëz anatomikisht modernë Po presioni për gjueti? Në rastin specifik të rinocerontëve leshatorë në Siberinë verilindore, të dhënat gjenomike e anojnë peshoren drejt klimës.
Njerëzit kishin qenë të pranishëm në rajon për të paktën... 15.000 vjet para zhdukjes Gjatë kësaj periudhe, nuk u zbuluan shenja të humbjes së diversitetit ose rritjes së çiftëzimit brenda familjes në popullatat e rinocerontëve. Këto shifra janë në përputhje me bashkëjetesën e zgjatur midis gjuetarëve-mbledhësve dhe barngrënësve të mëdhenj pa një ndikim të menjëhershëm vdekjeprurës tek këta të fundit.
Kjo nuk nënkupton që specia ishte e sigurt nga aktiviteti njerëzor. Disa hipoteza sugjerojnë se gjuetia mund të ketë kontribuar në zhdukjen e popullatave që tashmë ishin të stresuara nga pandemia. humbja e habitatit dhe luhatjet mjedisore, veçanërisht në rajonet më të dendura të popullsisë së Evropës dhe Azisë. Megjithatë, provat arkeologjike të disponueshme për Siberinë verilindore nuk tregojnë një gjueti intensive dhe e përhapur të rinocerontëve leshatorë në fazën e fundit të historisë së tyre.
Një e dhënë shtesë e mundshme lind nga vetë mostra e indeve: forma e saj drejtkëndëshe i ka shtyrë disa autorë të sugjerojnë se mund të ketë qenë prerë me vegla guriNdoshta si pjesë e një gjuetie njerëzore. Nëse është kështu, këlyshi i ujkut do të kishte aksesuar mbetjet e një kafshe të vrarë nga njerëzit, megjithëse ky interpretim është ende në debat dhe nuk ka prova bindëse se mishi ishte përpunuar nga grupet njerëzore.
Ngrica e përhershme si një arkiv gjenetik i Epokës së Akullit
Përtej përfundimeve rreth zhdukjes së rinocerontit leshator, rasti i viçit të Tumatit tregon potenciali shkencor i ngricës së përhershme si një arkiv natyror i ADN-së së lashtë. Temperaturat vazhdimisht të ulëta veprojnë si një frigorifer gjigant që mund të ruajë indet e buta, përmbajtjen e stomakut dhe madje edhe materiet fekale të fosilizuara për mijëra vjet.
Deri vonë, paleogjenetika përqendrohej kryesisht te kockat dhe dhëmbët, materialet që i rezistojnë më së miri provës së kohës. Megjithatë, sekuencimi i suksesshëm i një gjenomi të rinocerontit nga mishi i gjetur në stomakun e një ujku, së bashku me gjetje të tjera të kohëve të fundit - të tilla si gjurmët e ADN-ja e rinocerontit leshtar në koprolite e hienave të shpellave—, po hap derën për burime jokonvencionale të informacionit gjenetik.
Për Evropën dhe Spanjën, ku mbetjet e megafaunës së Pleistocenit janë gjetur gjithashtu në shpella dhe vende të hapura, këto metodologji të reja ofrojnë mundësinë e rikuperimit. Të dhëna gjenomike të specieve të përfaqësuara dobët në të dhënat klasike fosilePërvoja e akumuluar në qendrat nordike mund të shërbejë si referencë për projekte në vargmalet e ftohta evropiane ose në depozita sedimentesh të ruajtura mirë.
Sipas fjalëve të vetë studiuesve, fusha po përparon "në drejtim të kundërt": me shumë pak mbetet Duhet të shfrytëzojmë sa më shumë informacionin e disponueshëm. Shembulli i ujkut Tumat ilustron masën në të cilën një mostër e vetme, nëse ruhet mirë dhe analizohet me mjetet e duhura, mund të transformojë atë që dimë për fundin e një specie të tërë.
Një mësim mbi zhdukjet në kohërat e ndryshimeve globale
Imazhi i lënë nga studimi është ai i një rinocerontët leshatorë gjenetikisht të fortëpa shenjat tipike të një specieje të dënuar nga bashkimi brenda familjes, e cila zhduket në një periudhë shumë të shkurtër kohore për shkak të faktorëve të jashtëm. Në vend të një rënieje të gjatë demografike, një shembje e menjëhershme shoqërohet me zhdukjen e përshpejtuar të ekosistemit të saj.
Ky model ka implikime të drejtpërdrejta për krizën aktuale të biodiversitetit, si në Evropë ashtu edhe në shkallë globale. Edhe popullatat që shfaqen gjenetikisht i shëndetshëm Ata mund të bëhen jashtëzakonisht të prekshëm nëse ndryshimet në mjedisin e tyre ndodhin shumë shpejt, qoftë për shkak të ngrohja globale, ndryshim i përdorimit të tokës ose një kombinim i disa faktorëve.
Rasti i rinocerontit leshator sugjeron gjithashtu se vetëm treguesit gjenetikë mund të mos jenë të mjaftueshëm për të parashikuar zhdukjen e afërt. Një specie mund të ruajë diversitet të arsyeshëm deri pothuajse në fund dhe prapëseprapë të zhduket vetëm në disa breza nëse habitati i saj ndryshohet në mënyrë drastike. Për politikat e ruajtjes në Bashkimin Evropian, kjo përforcon nevojën për të kombinuar gjurmimi gjenetik me vlerësime të hollësishme të ndryshimeve mjedisore dhe humbjes së hapësirave kyçe.
Ajo që filloi si "darka e fundit" e një këlyshi ujku të Pleistocenit është bërë, falë teknikave paleogjenetike të zhvilluara në institucionet evropiane, një dritare e privilegjuar në kapitujt e fundit të historisë së... rinoceront leshatorGjithçka sugjeron se nuk vdiq nga përkeqësimi i brendshëm, por sepse bota e ftohtë dhe e hapur që e kishte formësuar për qindra mijëra vjet ia la vendin, në një kohë shumë të shkurtër, një peizazhi të ndryshëm në të cilin nuk kishte më vend.
