Ядерную ДНК шерстистого носорога секвенировали из пищи замороженного волка

Палеогенетики секвенировали качественный ядерный геном одного из последних известных шерстистых носорогов, чья плоть сохранилась внутри желудка мумифицированного волка, найденного в Якутии. Исследователи обнаружили, что, несмотря на то, что носорог жил очень близко ко времени предполагаемого вымирания всего вида, его популяция оставалась генетически достаточно здоровой, а ее численность была стабильной всего за 400 лет до вероятного исчезновения, произошедшего примерно 14 тысяч лет назад. Об этом ученые пишут в статье, опубликованной в журнале Genome Biology and Evolution.

Шерстистые носороги наряду с шерстистыми мамонтами представляют собой одних из самых известных представителей исчезнувшей плейстоценовой мегафауны, многочисленные представители которой некогда обитали на бескрайних просторах тундростепи. В позднем плейстоцене, который продолжался около 130–12 тысяч лет назад, шерстистых носорогов можно было встретить на огромной территории Северной Евразии от Пиренейского полуострова и Британских островов на западе до Чукотки и Камчатки на востоке. Однако к концу периода ареал вида значительно сократился, и в конечном счете около 14 тысяч лет назад эти огромные животные исчезли с нашей планеты. Возможно, причиной послужили изменения климата и среды обитания, хотя свою лепту могли внести и первобытные охотники-собиратели.

До наших дней шерстистые носороги дошли в основном в виде костных и изредка мумифицированных остатков, причем весьма неожиданно кусочек мягких тканей одной особи ученые нашли внутри другого животного. Так, еще в 2011 году в местонахождении Сыалах, расположенном в Усть-Янском районе Якутии, обнаружили мумию молодого волка (или ранней формы домашней собаки, как полагали исследователи), обитавшего на северо-востоке Сибири примерно 14,4 тысячи лет назад. Во время обследования внутренностей этого животного ученые заметили, что внутри желудка хищника сохранился небольшой кусок мяса, который они датировали радиоуглеродным методом тем же возрастом, что и самого волка, а также определили по митохондриальной ДНК, что плоть принадлежала шерстистому носорогу.

Дальнейшим исследованиям этого фрагмента ткани носорога посвятили новую статью ученые из научных организаций Дании, России, Уэльса и Швеции во главе с палеогенетиком Лавом Даленом (Love Dalen) из Центра палеогенетики в Стокгольме. На этот раз исследователи, несмотря на проблемы с сохранностью древней ДНК в образце, побывавшем в желудке другого животного, сумели секвенировать ядерную ДНК шерстистого гиганта, причем ученые добились высокого среднего качества покрытия генома — больше десяти раз. Особый интерес генотип этой особи представляет потому, что она жила незадолго до даты предполагаемого вымирания всего вида — примерно за 400 лет. Поэтому стоило ожидать, что популяции последних шерстистых носорогов могли страдать от снижения генетического разнообразия и высокого уровня инбридинга из-за низкой численности перед вымиранием.

В свой анализ ученые также включили качественно прочитанные геномы двух других шерстистых носорогов, найденных на Чукотке. Один из них жил около 18 тысяч лет назад, а другой — примерно 49 тысяч лет назад. Для начала исследователи оценили, как менялся эффективный размер популяций (то есть число успешно размножающихся особей) с течением времени. В целом траектория оказалась схожей. В течение раннего плейстоцена (около 2,6–0,8 миллиона лет назад) эффективный размер существенно снизился, но затем оставался стабильным в течение всего среднего плейстоцена (около 0,8–0,13 миллиона лет назад). В позднем плейстоцене произошли очередные изменения. Так, эффективный размер популяции, к которой принадлежал живший 49 тысяч лет назад носорог примерно в десять раз сократилась между 114 и 63 тысячами лет назад, приблизительно до 1600 особей. Популяции двух других носорогов прошли этот путь чуть позже: от 109–100 до 34–33 тысяч лет назад.

Исследование также показало, что в целом уровень гомозиготности в геномах этих носорогов был достаточно высоким, но в основном за счет коротких участков, хотя в каждом из геномов присутствовали и участки длиной больше двух мегабаз, которые, видимо, говорят о какой-то степени инбридинга в недавнем прошлом этих особей. Тем не менее признаков того, что популяции, к которым принадлежали животные, находились под серьезной угрозой, ученые не выявили. По всей видимости, даже незадолго до вымирания, если оно действительно произошло примерно 14 тысяч лет назад, численность шерстистых носорогов оставалась не только стабильной, но и позволяла поддерживать определенный уровень генетического разнообразия.

По мнению авторов статьи, полученные данные свидетельствуют о том, что вымирание шерстистых носорогов произошло, скорее всего, очень быстро. Как ранее уже предполагалось, виной тому могло стать резкое изменение климата, которое произошло во время бёллинг-аллерёдского потепления (около 14,7–12,9 тысячи лет назад). Возможно, в результате него животные лишились привычной среды обитания.

В 2024 году другая ученых рассказала о том, как исследовала керны донных отложений с полуострова Ямал и неожиданно обнаружила генетический материал шерстистого носорога в отложениях возрастом всего несколько сотен лет. Однако, скорее всего, речь не идет о том, что на полуострове долгое время существовала реликтовая популяция этих животных, а о том, что ДНК попала в более молодую породу в результате таяния многолетней мерзлоты.