Изследователи възстановяват геном на вълнест носорог от замразен стомах на вълк

През 2011 г. ловци на мамутова слонова кост в Североизточен Сибир откриват мумифицирано вълче, което е лежало замразено около 14 400 години. Аутопсията на вълчето, запазено във вечната замръзналост, разкрива неочаквана находка: в червата му имало сивкави парчета месо, покрити със златисти кичури козина.

„Тъканта беше толкова добре запазена, че сякаш вълкът я беше изял буквално малко преди да умре“, казва Камило Чакон-Дуке, еволюционен генетик, работил в Центъра за палеогенетика в Стокхолм, а сега в Упсала, Швеция.

Анализът на древната ДНК от последното хранене на вълчето показва, че тъканта принадлежи на вълнест носорог. Чакон-Дуке и екипът му използват този материал, за да реконструират целия геном на животното – първият случай, в който пълният геном на вид от ледниковия период е секвениран от съдържанието на стомаха на друг древен вид. Проучването е публикувано в Genome Biology and Evolution.

Генетичните данни предоставят ценна информация за популацията на вълнестите носорози точно преди края на последния ледников период. Според резултатите сибирската популация е била стабилна стотици години преди внезапното изчезване на вида. Това подкрепя теорията, че видът е преживял рязък спад преди около 14 000 години в резултат на климатичните промени.

Мумифицираното вълче е намерено близо до сибирското село Тумат. То и неговата сестра, изкопана през 2015 г., са известни като „вълчетата Тумат““. Двете животни вероятно са били погребани в лед след внезапен инцидент, вероятно срутено леговище или свлачище. Запазени са изключително добре: мумифицирана, изсушена като пергамент кожа, големи петна тъмнокафява козина, а едното вълче дори е запечатано със замръзнало ръмжене.

(Открит е най-дългият в света рог – и той е от вълнест носорог)

Бързото замръзване е консервирало и последните им хранения. В червата им са открити птичи пера, растителни частици и дори фрагменти от торни бръмбари. Най-съществената находка обаче са парчета месо от вълнест носорог.

Сибир е бил последното убежище на тези гигантски тревопасни животни, притежаващи най-дългите рога, откривани някога. Носорогът, погълнат от вълчетата, принадлежи към едни от най-късните представители на вида, вероятно част от последните поколения, живели преди изчезването му преди около 14 000 години.

Тъканта на носорога е показвала минимални следи от храносмилане, което дава надежда, че част от генетичния материал е запазен. Въпреки това древната ДНК е била силно увредена.

„Знаехме, че ще е трудно да сглобим пълен геном, но пробата беше твърде ценна, за да не опитаме“, казва Солвейг Гудьонсдотир Гудьонсдотир, докторант в Стокхолмския университет и съавтор на статията.

Екипът сравнява извлечените последователности с генома на суматранския носорог, най-близкия жив роднина. Анализирана е и ДНК от сивия вълк, което позволява да се отделят следите от носорог от тези на хищника. Така учените установяват, че повечето генетичен материал в пробата идва именно от вълнестия носорог.

(Миньор откри перфектно запазена мумия на 30 000 години на бебе вълнест мамут)

Лаура Еп, екологичен генетик от Университета в Констанц, Германия, която не е участвала в изследването, казва, че не е изненада, че храносмилателните трактове са „добри архиви“ за палеогенетични данни. Новото проучване, отбелязва тя, допълнително показва какви интересни образци могат да съхраняват древна генетична информация. Например през 2023 г. Еп и екипът ѝ възстановяват генетичен материал от вълнест носорог, използвайки вкаменени екскременти от пещерни хиени.

„Тепърва започваме да осъзнаваме колко голям е потенциалът на тези древни източници на ДНК“, казва тя.

За да поставят генетичната информация на вълнестия носорог в контекст, изследователите сравняват генома му с геноми от два по-стари екземпляра, живели в Сибир между 49 000 и 18 000 години. Данните показват, че популацията на вълнестите носорози е останала стабилна и почти без признаци на инбридинг в периода, предхождащ изчезването им. Това е изненадващо, казва Чакон-Дуке, защото популациите на много видове намаляват и губят генетично разнообразие преди окончателното им изчезване.

Изчезването на вълнестите носорози съвпада с период на рязко затопляне в края на последния ледников период. Но някои учени смятат, че и човешкият лов е допринесъл за краха на вида.

„Нашият вид вероятно също се е чувствал по-добре в тези по-топли периоди“, казва Адвайт Джукар, палеонтолог от Природонаучния музей на Флорида, който не е част от екипа. Според изследване от 2024 г. е вероятно древните хора да са „изтласкали носорозите към части от техния ареал, които са били по-неподходящи, правейки ги по-уязвими към климатични промени или лов“.

Докато учените все още спорят за точните причини за изчезването на вида, размерът на вълнестите носорози ги е правел уязвими, казва Чакон-Дуке. Макар популацията да е била генетично разнообразна, тя е била много по-малка, отколкото през времето, когато носорозите са обитавали обширните плейстоценски степи на Евразия стотици хиляди години по-рано. Това вероятно е направило носорозите по-уязвими към бедствия.

(Учени извлякоха най-старата РНК от замръзнал мамут)

През 2024 г. Чакон-Дуке и колегите му изучават генетиката на последните вълнести мамути, живели на остров Врангел. Те установяват, че изолираната популация, въпреки инбридинга, е оцеляла около 6000 години, преди внезапно да бъде унищожена от пожар в тундрата или от епидемия.

„Може би ситуацията с вълнестия носорог е подобна“, казва той. „Дълго време популацията изглежда стабилна… докато не се случва нещо внезапно и видът изчезва.“

Размразяващата се вечна замръзналост в Сибир може да разкрие още генетични улики за това какво е довело до гибелта на вълнестите носорози. А както показва последното откритие, важна информация може да бъде открита на най-неочаквани места, включително в стомаха на замразено вълче.