Древняя ДНК позволяет обнаружить виды, мигрировавшие тысячи лет назад
Анализируя ДНК и изучая кости старых животных, исследователи смогли реконструировать разнообразие животных из пещеры в Нордланде, Норвегия.
«Мы обнаружили несколько видов животных, которые нас удивили. Среди прочего, мы нашли кости животных, которые, как мы видим, сегодня снова перемещаются на север из-за более теплого климата», — говорит Санне Боссенкол, профессор кафедры биологических наук IBV.
Она подчеркивает, что то, что произошло с климатом после последнего ледникового периода, не может быть использовано для того, чтобы умалить серьезность происходящего в результате нынешнего антропогенного изменения климата.
«Но эти знания могут помочь нам лучше проанализировать, как изменение климата повлияет на разнообразие животных в будущем», — говорит Боссенкол.
«Мы знаем, что раньше здесь был более теплый климат, но мы мало что знаем о том, какие животные жили здесь в то время. Теперь у нас есть новые знания о том, как изменилась дикая природа, когда стало теплее, после исчезновения последнего льда», — говорит Орели Буалар.
В новой статье, опубликованной в журнале Science Advances, Боссенкол, Бойлар и несколько других коллег представили результаты раскопок уникальной пещеры в Нурланде в муниципалитете Нарвик. Необычно найти в пещерах такие обширные отложения этого периода времени. И еще более необычно, что в отложениях пещеры сохранилось так много костных останков.
«На самом деле мало таких мест, где мы нашли кости и костные останки сообществ животных, которые были полностью свободны от предыдущего воздействия человека или современных нарушений», — говорит Боссенкол.
Пещера была обнаружена, когда часть склона холма была снесена для строительства дороги к промышленной площадке Норцем. Раскопками руководил Тронд Лёдён, доцент Университетского музея Бергена, в исследовании принимали участие археологи, геологи и биологи.
Сотрудничество между несколькими университетами, в том числе Бергенским университетом, NMBU, Арктическим университетским музеем Норвегии и UiO, а также с промышленностью (теперь Heidelberg Materials Sement Норвегии) имело важное значение. «Мы объединили знания остеологии с анализом ДНК костей. Это позволило нам реконструировать, как изменилось разнообразие животных после последнего ледникового периода», — говорит Боссенкол, эксперт по древней ДНК и изменениям в биоразнообразии.
Она широко сотрудничала с исследователями других дисциплин, чтобы глубоко погрузиться в останки того, что они смогли найти в Нигротте, которая является частью большой пещерной системы Сторстейнсхола в Кьёпсвике. Остеология – это изучение костной ткани, костей и скелетов, и остеологи помогли определить вид останков, найденных в пещере.
«Но более 90%, то есть более 2000 костных фрагментов, не удалось идентифицировать таким способом. Многие кости были слишком сломаны или повреждены», — говорит Сэмюэл Джеймс Уокер, один из остеологов, участвовавших в исследовании.
«Небольшие кости и останки, которые мы не смогли идентифицировать с помощью остеологии, были идентифицированы с помощью метода, называемого штрих-кодированием ДНК», — добавляет Бойлард.
Это метод, с помощью которого исследователи могут получить представление о ДНК фрагментов костей и проанализировать их, чтобы определить, к какому семейству, роду или виду она принадлежит. Объединив остеологию и анализ ДНК, исследователи смогли идентифицировать до 40 различных животных, которые жили в окрестностях Нигротты 5000–13 000 лет назад.
Изучив большое количество костных останков в пещере, специалисты сделали несколько замечательных открытий. Самые последние отложения, которые исследовали исследователи, датируются 5800 лет назад.
«В этом слое мы видим, что виды, адаптированные к холоду, ушли дальше», — объясняют исследователи.
Виды, которые они перечисляют из этого слоя, включают лесных птиц, таких как тетерева, и род рыб под названием Сериола (янтарные шашки), которые теперь также снова направляются на север с потеплением климата.
«Мы видим, что некоторые виды, которые сегодня движутся на север, уже были здесь раньше. Мы знаем, что в прошлом было теплее, но у нас нет полного представления о том, какие виды животных существовали так далеко на севере», — объясняет Бойлар.
Исследователи также обнаружили останки пресноводных рыб на очень ранней стадии.
«В отложениях возрастом 9500 лет мы нашли останки пресноводных рыб. Мы не знаем наверняка, как эти рыбы мигрировали в Норвегию после таяния ледников. Но мы видим, что пресноводные рыбы прилетают на север очень рано, почти сразу после того, как лед исчез», — говорит Бойлар.
В этом слое отложений исследователи также обнаружили наземных животных, таких как медведи, лемминги, зайцы и несколько мелких землероек. Они также нашли морских птиц и мидий.
Возраст самого нижнего и самого старого слоя отложений составлял 13 000 лет. В то время уровень моря находился выше входа в пещеру, а климат был холоднее, чем сегодня. В этом слое исследователи обнаружили только виды рыб, адаптированные к холодным условиям, такие как треска и линь.
Пещеры представляют собой естественные полости и создают очень хорошие условия для сохранности останков, защищая их от внешних воздействий. Поэтому кости, останки доисторических людей и даже ДНК особенно хорошо сохраняются в пещерах. В Нордланде много пещер, но лишь немногие из них исследованы исследователями.
К сожалению, во многих местах исходный материал уничтожен вытаптыванием и непроявлением необходимой внимательности посетителями, а анализ таких отложений в пещерах требует больших усилий. Исследователям потребовалось много месяцев, чтобы проанализировать весь материал из Нигротты. Они использовали сита с очень мелкой сеткой, чтобы уловить все кости в отложениях.
Кроме того, столь старая ДНК сильно деградирует и легко загрязняется. Это требует от исследователей очень тщательной работы, а образцы анализируются в так называемой лаборатории древней ДНК в UiO.
«Объединив остеологию и анализ ДНК, нам удалось сформировать довольно полную картину существовавших видов на основе проанализированных нами костей. Лишь немногие исследования вдаются в такие детали», — говорит Боссенкол.
«Наше исследование дает новое представление о том, как развивались сообщества животных во время предыдущих изменений климата и, что немаловажно, после того, как эти изменения произошли», — заключает Бойлард.
Обсудим?
Смотрите также:
