Yünlü gergedanın genomu, bu gizemli türün yok oluşunu anlamamıza işte böyle yardımcı oluyor.

hayvan bilgisi » Insectos » Yünlü gergedanın genomu, bu gizemli türün yok oluşunu anlamamıza işte böyle yardımcı oluyor.

Birkaç önce 14.400 yılSibirya'nın kuzeydoğusundaki donmuş bir coğrafyada, henüz birkaç haftalık bir kurt yavrusu, binlerce yıl sonra gözlemleneceğinden habersiz bir parça et yedi. Midesinin içindeki donmuş toprakta korunmuş olan bu yemek, binlerce yıl sonra inceleneceğinden habersiz, kurtlar hakkında önemli ayrıntıları ortaya çıkardı. yünlü gergedanın genomu ve bu sembolik Buz Çağı türünün nasıl ortadan kaybolduğu hakkında.

Bu keşif, İskandinav araştırma merkezlerinin güçlü katılımıyla uluslararası bir bilim insanı ekibinin, ilk kez bir gen dizilimini elde etmesine ve sıralamasına olanak sağladı. Bir yırtıcı hayvan tarafından yutulan dokudan elde edilen yünlü gergedanın tam genomu.Sonuçlar, genetik tükenme veya sürekli insan avcılığı baskısından ziyade, iklim değişikliğinin şiddetlenmesiyle bağlantılı hızlı bir yok oluşa işaret ediyor.

Donmuş bir yavru köpek ve beklenmedik bir son yemek

Hikaye 2011 yılında, köyün yakınlarında bulunan fildişi avcılarıyla başlıyor. TumatRusya'nın uzak kuzeydoğusunda, bir çölde mahsur kalmış gri kurt yavrusunun neredeyse bozulmamış kalıntıları bulundu. Sibirya donmuş toprağıYedi ila dokuz haftalık dişi hayvanın, heyelan nedeniyle yuvasının çökmesi sonucu aniden öldüğü düşünülüyor. son buzul çağının sonu.

Cesedin korunma durumu araştırmacıları şaşırttı: Vücut doğal olarak mumyalanmıştı ve mide içeriği de dahil olmak üzere iç dokuların büyük bir kısmı olağanüstü durumda kalmıştı. Viyana'daki bir laboratuvarda yapılan ve daha sonra analiz edilen otopsi sırasında, Paleogenetik Merkezi Stockholm'den, küçük bir yaklaşık 3×4 santimetre boyutlarında doku parçası Hayvanın midesinde.

İlk başta, üzeri kaplı o et parçası sarımsı kürk Bu durum, mağara aslanı gibi başka bir büyük memeli hayvana atfedildi. Ancak, yapılan analizler... Mitokondriyal DNAMevcut ve soyu tükenmiş memelilere ait veritabanlarıyla karşılaştırıldığında, neredeyse mükemmel bir eşleşme gösterdi. Coelodonta antika, yünlü gergedan Avrasya'nın soğuk bozkırlarına yüz binlerce yıl boyunca hükmetmişti.

Radyokarbon tarihleme yöntemi, hem kurt yavrusunu hem de doku parçasını yaklaşık olarak şu civarda konumlandırdı: 14.400 yaşındaBu olay, türün Sibirya'daki yok oluşunun eşiğinde gerçekleşti. Başka bir deyişle, küçük kurt, fosil kayıtlarına göre nihai yok oluşundan sadece birkaç yüz yıl önce, bilinen en genç yünlü gergedan örneklerinden birini yemişti.

Bir yırtıcının midesinden alınan genomun dizilenmesi

Yarı sindirilmiş o et parçasını eksiksiz ve güvenilir bir genoma dönüştürmek hiç de kolay bir iş değildi. Antik DNA Genellikle oldukça parçalanmış halde, çok küçük miktarlarda ve diğer organizmaların genetik materyaliyle karışmış olarak gelir; bu durumda kurtun kendi genetik materyali ve ayrışmayla ilişkili mikropların genetik materyali söz konusudur.

In Stockholm Paleogenetik MerkeziStockholm Üniversitesi ve İsveç Doğa Tarihi Müzesi'nin Uppsala Üniversitesi'nin katılımıyla gerçekleştirdiği iş birliğinde, araştırmacılar faydalı DNA'nın geri kazanımını en üst düzeye çıkarmak için son derece titiz bir deneysel protokol tasarladılar. Ekipte, aralarında önde gelen isimlerin de bulunduğu birçok önemli isim yer alıyor. Dalén'i Sev, Camilo Chacón-Duque y Solveig GudjonsdottirÖzel temiz laboratuvar altyapıları ve yüksek kapsama oranlı sekanslama teknikleri kullanıldı.

Sonuç şuydu: yüksek kaliteli genom Yeterli kapsama alanına sahip gergedan örneği, diğer örneklerle detaylı karşılaştırmalar yapmaya olanak tanıyor. Yazarlara göre bu, belgelenmiş ilk vakadır. Bir başka hayvanın midesinde korunmuş halde bulunan bir Buz Çağı hayvanının eksiksiz genomunu yeniden oluşturur. Üstelik, nesli tükenmesine en yakın dönemde olan ve bu kadar eksiksiz genetik bilgiye sahip olan yünlü gergedan türü de bu kapsamdadır.

Kurtarılan dokuların büyük bir kısmı laboratuvar deneylerinde kullanıldı, ancak bozulmamış bir kısmı gelecekteki çalışmalar için İsveç merkezinin tesislerinde muhafaza ediliyor. Bu tür örnekler son derece değerlidir çünkü paleogenomikte, dokularla çalışmak yaygındır. çok küçük örneklem boyutları ve fosil kayıtları sınırlı olan malzemeler.

Diğer yünlü gergedanlarla karşılaştırma

Bilim insanları, Tumat olarak adlandırılan bireyin genomunu ele geçirdikten sonra, onu diğer iki genomla karşılaştırdılar. Sibirya yünlü gergedanları daha önce incelenmiş, yaklaşık olarak tarihlendirilmiştir. 18.000 ve 49.000 yılAmaç, türün son on binlerce yıldaki genetik tarihini yeniden oluşturmak ve ortadan kayboluşuna yaklaşırken, uzun süreli demografik düşüşe eşlik eden tipik bozulmanın gözlemlenip gözlemlenmediğini kontrol etmekti.

Analiz edilen göstergeler arasında şunlar yer alıyordu: heterozigotluk (genetik çeşitliliğin bir ölçüsü), varlığı uzun homozigot segmentler (ROH, yakın zamanda gerçekleşen akraba evliliğiyle ilişkili) ve sözde zararlı genetik yükYani, uzun vadeli hayatta kalma açısından potansiyel olarak zararlı olan mutasyonların birikmesi.

Üç bireyde de genetik çeşitlilik seviyeleri birbirine çok benziyordu ve etkili popülasyon büyüklüğünde yakın zamanda bir azalma veya ciddi akraba evliliği vakalarına dair hiçbir belirti yoktu. Homozigot bölgelerdeki genom oranı yüksek ancak istikrarlıydı ve sadece bir bireyde homozigotluk gözlendi. Çok küçük bir yüzdesi uzun segmentlere karşılık geliyordu. Bu, yakın akrabalar arasında son nesillerde gerçekleşen melezleşmeyi ortaya çıkaracaktır.

Yüksek etkili mutasyonların yükü de devam etti. pratik olarak sabit Her üç örnekte de durum böyle. Genetik olarak belirgin bir gerileme yaşayan bir tür yerine, ortaya çıkan tablo, binlerce yıldır küçük ama istikrarlı popülasyonlardan oluşuyor ve yok olmadan önce uzun süreli bir çöküşün izine rastlanmıyor.

İklim geçişinin ortasında hızlı bir çöküş

Olanları anlamak için araştırmacılar, aşağıdakiler gibi demografik modellere yöneldiler: PSMCBu yöntem, tek bir genomdan yola çıkarak zaman içindeki popülasyon büyüklüğündeki değişikliklerin yeniden yapılandırılmasına olanak tanır. Elde edilen eğriler bir noktaya işaret etmektedir. gergedan sayısında kademeli azalma Geç Pleistosen boyunca, buzullaşmalara özgü çevresel değişimler nedeniyle beklenen bir durumdu, ancak sonlara doğruya kadar ani bir çöküş belirtisi görülmedi.

Veriler, türün varlığını sürdürdüğü bir senaryoyla örtüşüyor. yaşayabilir ve genetik olarak sağlıklı popülasyonlar Ortadan kaybolmasından birkaç yüzyıl öncesine kadar. Her şey, asıl tetikleyicinin bir olay olduğunu gösteriyor. ani ısınma Buz Çağı'nın sonunda, sıcak dönem olarak bilinen dönemle ilişkilendirilir. Bølling-Allerød Ya da yaklaşık 14.700 yıl önce başlayan ve yaklaşık 1.800 yıl süren Geç Buz Çağı Maksimumu.

Bu süre zarfında sıcaklıklar hızla yükseldi, yünlü gergedanın ideal yaşam alanı olan soğuk ve kuru bozkırlar daha nemli ve ormanlık alanlara dönüştü ve Avrasya bozkır-tundrası Pleistosen megafaunasını destekleyen kaynaklar önemli ölçüde azaldı. Birkaç yıl içinde... 300 veya 400 yılEvrimsel ölçekte göz açıp kapayıncaya kadar, bu büyük otçulun mükemmel bir şekilde uyum sağladığı ortam ortadan kayboldu.

Dolayısıyla, yeni çalışma şu hipotezi desteklemektedir: iklim değişikliğine bağlı hızlı yok oluşYünlü gergedan, en azından Sibirya'da, uzun bir genetik erozyon sürecinden ziyade, zaten zayıflamış olduğu için değil, dünyasının etkili bir adaptasyona izin vermeyecek kadar hızlı değişmesi nedeniyle yok oldu.

İnsanların rolü neydi?

Buz Çağı megafaunasının yok oluşu, Avrupa'da, İspanya'da ve dünyanın geri kalanında bilim camiasında on yıllardır tartışmalara yol açıyor: Bu yok oluşun temel nedeni neydi? buzul sonrası ısınma veya genişlemesi anatomik olarak modern insanlar Peki ya av baskısı? Kuzeydoğu Sibirya'daki yünlü gergedan örneğinde, genomik veriler dengeyi iklim lehine çeviriyor.

İnsanlar bu bölgede en azından şu tarihten beri mevcuttu. yok oluşundan 15.000 yıl önce Bu dönemde gergedan popülasyonlarında çeşitlilik kaybı veya akraba evliliğinde artış belirtisi tespit edilmedi. Bu rakamlar, avcı-toplayıcılar ile büyük otçullar arasında uzun süreli bir birlikte yaşamın, otçullar üzerinde ani bir ölümcül etki yaratmadan devam ettiğini göstermektedir.

Bu, türün insan faaliyetlerinden tamamen güvende olduğu anlamına gelmez. Bazı hipotezler, avlanmanın, salgın nedeniyle zaten baskı altında olan popülasyonların azalmasına katkıda bulunmuş olabileceğini öne sürmektedir. habitat kaybı Özellikle Avrupa ve Asya'nın daha yoğun nüfuslu bölgelerinde çevresel dalgalanmalar da etkili olmuştur. Ancak, kuzeydoğu Sibirya için mevcut arkeolojik kanıtlar, bu durumun böyle olmadığını göstermektedir. yoğun ve yaygın avcılık Yünlü gergedanların tarihlerinin son evresinde.

Olası ek bir ipucu da doku örneğinin kendisinden kaynaklanıyor: dikdörtgen şekli, bazı yazarların bunun şu olabileceğini öne sürmesine yol açtı: taş aletlerle kesilmişBelki de insan avının bir parçası olarak. Eğer öyleyse, kurt yavrusu insanlar tarafından öldürülen bir hayvanın kalıntılarına ulaşmış olabilir; ancak bu yorum hala tartışılıyor ve bunun insan grupları tarafından işlenmiş bir et olduğuna dair kesin bir kanıt yok.

Buz Çağı'nın genetik arşivi olarak donmuş toprak

Yünlü gergedanın neslinin tükenmesiyle ilgili sonuçların ötesinde, Tumat'ın buzağısı vakası şunu göstermektedir: donmuş toprağın bilimsel potansiyeli Antik DNA'nın doğal bir arşivi olarak işlev görür. Sürekli düşük sıcaklıklar, yumuşak dokuları, mide içeriğini ve hatta fosilleşmiş dışkıyı binlerce yıl boyunca koruyabilen dev bir dondurucu gibi davranır.

Yakın zamana kadar paleogenetik, zamanın testine en iyi şekilde dayanabilen malzemeler olan kemikler ve dişler üzerinde yoğunlaşmıştı. Bununla birlikte, bir kurdun midesinde bulunan etten bir gergedan genomunun başarılı bir şekilde dizilenmesi, diğer son bulgularla birlikte (örneğin, izleri gibi), paleogenetik alanında yeni gelişmelerin önünü açmıştır. Koprolitlerde yünlü gergedan DNA'sı Mağara sırtlanlarının—, kapıyı açıyor Genetik bilginin alışılmadık kaynakları.

Avrupa ve İspanya gibi, Pleistosen dönemine ait megafauna kalıntılarının mağaralarda ve açık hava alanlarında da bulunduğu bölgelerde, bu yeni metodolojiler, kalıntıların kurtarılması olasılığını sunmaktadır. Klasik fosil kayıtlarında az temsil edilen türlerin genomik verileriİskandinav merkezlerinde edinilen deneyim, soğuk Avrupa dağ sıralarındaki veya iyi korunmuş tortul yataklarındaki projeler için referans niteliği taşıyabilir.

Araştırmacıların kendi ifadeleriyle, bu alan "tersine" ilerliyor: çok azı kaldı Mevcut bilgilerden en iyi şekilde yararlanmalıyız. Tumat kurdu örneği, iyi korunmuş ve uygun araçlarla analiz edilmiş tek bir örneğin, bir türün sonu hakkında bildiklerimizi nasıl dönüştürebileceğini göstermektedir.

Küresel değişim zamanlarında nesli tükenmeler üzerine bir ders

Çalışmanın bıraktığı görüntü şudur: genetik olarak güçlü yünlü gergedanAkraba evliliği nedeniyle yok olmaya mahkum bir türün tipik belirtileri olmadan, dış faktörler nedeniyle çok kısa bir süre içinde ortadan kaybolması yerine, uzun bir demografik düşüş yerine, ani çöküş Ekosisteminin hızlanan yok oluşuyla ilişkilidir.

Bu durum, hem Avrupa'da hem de küresel ölçekte mevcut biyoçeşitlilik krizi için doğrudan sonuçlar doğurmaktadır. Görünüşte artan popülasyonlar bile... genetik olarak sağlıklı Çevrelerindeki değişiklikler çok hızlı gerçekleşirse, ister şu nedenlerden dolayı olsun, son derece savunmasız hale gelebilirler: Küresel IsınmaArazi kullanımının değiştirilmesi veya birkaç faktörün birleşimi.

Yünlü gergedan örneği, genetik göstergelerin tek başına yakın bir yok oluşu tahmin etmek için yeterli olmayabileceğini de göstermektedir. Bir tür, neredeyse sonuna kadar makul bir çeşitliliği koruyabilir ve yaşam alanı önemli ölçüde değiştirilirse birkaç nesil içinde yok olabilir. Avrupa Birliği'ndeki koruma politikaları için bu, genetik göstergeleri birleştirme ihtiyacını güçlendirmektedir. genetik izleme Çevresel değişiklikler ve önemli alanların kaybına ilişkin detaylı değerlendirmelerle birlikte.

Pleistosen dönemine ait bir kurt yavrusunun "son akşam yemeği" olarak başlayan olay, Avrupa kurumlarında geliştirilen paleogenetik teknikler sayesinde, kurtların tarihinin son bölümlerine ayrıcalıklı bir pencere açmıştır. yünlü gergedanHer şey, onun içsel bozulmadan değil, yüz binlerce yıldır onu şekillendiren soğuk, açık dünyanın çok kısa bir süre içinde yerini farklı bir manzaraya bırakması ve artık ona yer bulamaması nedeniyle öldüğünü gösteriyor.