Tag: Paleogenomika

  • Mokslininkai nustebo: Amerikos gepardu laikytas plėšrūnas nebuvo gepardas – paaiškėjo kas jis

    Mokslininkai nustebo: Amerikos gepardu laikytas plėšrūnas nebuvo gepardas – paaiškėjo kas jis

    Naujas tyrimas verčia perrašyti vieną įdomiausių Šiaurės Amerikos ledynmečio istorijų: taip vadintas amerikietiškas gepardas iš tiesų nebuvo tikras gepardas. Išsamūs senovinės DNR ir stabiliųjų izotopų duomenys parodė, kad šis greitasis plėšrūnas priklausė kitai kačių giminės šakai, nei manyta dešimtmečius.

    Mokslininkai analizavo keturis fosilijų pavyzdžius, priskiriamus rūšiai Miracinonyx trumani, rastus skirtinguose regionuose. Vienas pavyzdys aptiktas Vajominge ir datuojamas maždaug prieš 23 000 metų, dar trys – Jukone, kurių amžius siekia daugiau nei 30 000 metų. Būtent genetinis palyginimas leido tiksliau nustatyti tikrąją šio plėšrūno vietą kačių evoliucijos medyje.

    Kuo jis buvo iš tikrųjų?

    Genetiniai rezultatai rodo, kad Miracinonyx trumani buvo artimesnis šiuolaikinei pumai, o ne Afrikos gepardui. Išoriškai jis priminė gepardą dėl panašių prisitaikymų bėgimui: liaunesnio kūno, ilgų galūnių ir kvėpavimą palaikančių nosies struktūrų, kurios padeda greitai gauti daugiau deguonies.

    „Labai sunku įsivaizduoti priešistorinę rūšį, kurios niekada nematėme, jos nelyginant su tuo, ką pažįstame šiandien“, – sakė tyrimo autorė Molly Cassatt-Johnstone.

    Pasak jos, toks lyginimas kartais užgožia realų evoliucinį kelią ir gyvūno elgsenos įvairovę, todėl nauji genetiniai metodai tampa svarbūs, kai vien iš kaulų formos padaryti išvadas per rizikinga. Tyrėjai pabrėžia, kad konvergentinė evoliucija, kai skirtingos rūšys įgyja panašius bruožus dėl panašių gyvenimo sąlygų, čia galėjo suvaidinti lemiamą vaidmenį.

    Nuo Arkties iki pietų: netikėta mityba

    Tyrimas taip pat praplėtė šio plėšrūno geografinį paveikslą: patvirtinus, kad Jukono fosilijos priklauso tai pačiai rūšiai, jos paplitimo arealas tapo gerokai platesnis. Mokslininkai aiškina, kad ledynai galėjo sukurti natūralias barjerų zonas, atskyrusias šiaurines ir pietines populiacijas.

    Stabiliųjų azoto izotopų analizė atskleidė dar vieną netikėtumą: šiaurinė populiacija, panašu, dalį raciono grindė žuvimi, įskaitant lašišas. Tokia mityba palieka aiškų cheminį pėdsaką kauluose, todėl tyrėjai galėjo atskirti, ar gyvūnas daugiausia maitinosi sausumos žinduoliais, ar dažniau rinkosi vandens išteklius.

    „Ši rūšis turėjo milžinišką arealą – nuo Arkties iki žemyninės JAV dalies, ir skirtinguose pakraščiuose demonstravo skirtingą specializaciją“, – sakė paleoekologas Matthew Wooler.

    Prisitaikymas prie šviesos ir išnykimo mįslė

    Tyrėjai taip pat aptiko genetinių pokyčių, susijusių su cirkadinių ritmų reguliavimu. Tai gali reikšti prisitaikymą prie ekstremalių šviesos ciklų šiaurės platumose, kur vasarą diena itin ilga, o žiemą šviesos beveik nėra.

    Vis dėlto išnykimo istorija išlieka ne iki galo aiški. Mokslininkai pažymi, kad šios rūšies nykimas, panašu, buvo lėtas, o ne staigus, ir tai galėjo sumažinti jos gebėjimą laiku persiorientuoti, kai pleistoceno pabaigoje klimatas pradėjo sparčiai šilti, keitėsi ekosistemos ir grobio struktūra.

    Šis darbas papildo vis augantį tyrimų lauką, kuriame senovinė DNR ir izotopų metodai leidžia tikslinti senas prielaidas apie ledynmečio fauną. Tai ypač svarbu vertinant, kaip greitai aplinkos pokyčiai gali pakeisti rūšių paplitimą, mitybą ir išlikimo galimybes.

  • Atradimas nustebino mokslininkus: augalų DNR išsaugojo 300 mln. metų senų virusų „fosilijas“

    Atradimas nustebino mokslininkus: augalų DNR išsaugojo 300 mln. metų senų virusų „fosilijas“

    Mokslininkai atskleidė, kad šiuolaikinių augalų DNR veikia kaip savotiškas archyvas, kuriame išlikę itin seni virusinių infekcijų pėdsakai. Tyrimas rodo, jog tokios genetinės „fosilijos“ leidžia pažvelgti į gyvybės istoriją gerokai giliau, nei tai įmanoma remiantis vien tradicinėmis uolienų fosilijomis.

    Darbas publikuotas mokslo žurnale „PLoS Pathogens“. Jame daugiausia dėmesio skirta virusų šeimai Caulimoviridae, kuri infekuoja augalus ir pasižymi išskirtine savybe: dalis viruso genetinės medžiagos gali įsiterpti į augalo chromosomas ir vėliau būti perduodama kitoms kartoms milijonus metų.

    Tyrėjai išanalizavo 93 rūšių genomus, apimančius beveik visas pagrindines sausumos augalų linijas: nuo samanų iki žiedinių augalų. Tokia plati aprėptis leido nustatyti daugiau kaip 47 000 endogeninių virusinių sekų, kurios tapo didžiausiu iki šiol duomenų rinkiniu šiai virusų grupei tirti.

    Ką atskleidė virusų pėdsakai?

    Analizė parodė, kad Caulimoviridae įvairovė buvo smarkiai nuvertinta: identifikuotos 35 anksčiau nežinomos evoliucinės linijos. Be to, aptikta visiškai nauja virusų grupė, kuri, panašu, būdinga tik kai kurioms spygliuočių rūšims.

    Duomenys taip pat leidžia manyti, kad šių virusų šeimininkais per ilgą laiką galėjo būti praktiškai visi induočiai augalai. Tai rodo ypač platų paplitimą ir ilgalaikį virusų bei augalų sambūvį, kuris truko šimtus milijonų metų.

    Ryšys su masiniais išnykimais

    Palyginus virusų evoliucinį medį su augalų raidos istorija, paaiškėjo, kad dalis virusų linijų evoliucionavo kartu su savo šeimininkais. Tačiau procesas nebuvo tolygus: aptikta ir šeimininkų kaitos, ir ištisų virusų linijų išnykimo požymių.

    Tyrėjai atkreipia dėmesį, kad kai kurie lūžiai galėjo sutapti su masiniais išnykimais, kurie keitė Žemės ekosistemas. Tarp galimų pavyzdžių minimas periodas permio pabaigoje maždaug prieš 252 milijonus metų bei kreidos pabaiga prieš 66 milijonus metų, kai smarkiai persitvarkė gyvybės bendrijos.

    Kodėl tai svarbu šiandien?

    Šie rezultatai keičia požiūrį į augalų genomus: jie pasirodo esantys ne tik instrukcija, kaip organizmui funkcionuoti, bet ir ilgalaikė atmintis apie senovines infekcijas. Tokie įrašai tampa ypač vertingi, nes virusai dažniausiai nepalieka klasikinių fosilijų, todėl jų evoliuciją rekonstruoti įprastais paleontologijos metodais sudėtinga.

    Mokslininkų teigimu, „molekulinės fosilijos“ gali padėti tiksliau suprasti, kaip virusai prisitaikydavo prie skirtingų augalų grupių ir kaip kito ekosistemos per geologinius laikotarpius. Tai atveria kelią naujiems tyrimams, kurie gali papildyti žinias tiek apie senovinius virusus, tiek apie ilgalaikę augalų ir patogenų sąveiką.