НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ
Пользовательского поиска


 ГЕОХРОНОЛОГИЯ
 ЭВОЛЮЦИЯ
 ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ
 ПАЛЕОКЛИМАТОЛОГИЯ
 ПАЛЕОЭКОЛОГИЯ




20.10.2016

Европейские зубры появились еще в плейстоцене

Международный коллектив ученых на основе изучения ДНК из ископаемых образцов вымерших степных зубров и бизонов предложил решение давней загадке происхождения европейских зубров. По их версии, зубры появились не внезапно в начале голоцена 11,7 тысяч лет назад, а существовали в течение, по крайней мере, 55 тысяч лет на европейских территориях. Они появились в результате смешения степного зубра и тура, затем гибриды постепенно сформировали обособленный вид. Существование этого вида зафиксировано в наскальной живописи древних художников.

В Европе известно 820 наскальных изображений бизонов, среди которых встречаются две устойчивые формы: длиннорогая с мощными передними ногами и сильно скошенной спиной, похожая на американских бизонов (верхний рисунок), и короткорогая, с относительно ровной спиной и длинными передними ногами — схожая с европейскими зубрами (нижний рисунок). Интересно, что рисунки второй формы имеют возраст 20–11 тысяч лет, то есть задолго до появления европейского зубра в ископаемой летописи
В Европе известно 820 наскальных изображений бизонов, среди которых встречаются две устойчивые формы: длиннорогая с мощными передними ногами и сильно скошенной спиной, похожая на американских бизонов (верхний рисунок), и короткорогая, с относительно ровной спиной и длинными передними ногами — схожая с европейскими зубрами (нижний рисунок). Интересно, что рисунки второй формы имеют возраст 20–11 тысяч лет, то есть задолго до появления европейского зубра в ископаемой летописи

Для исследователей голоценовой фауны крупных млекопитающих существует так называемая загадка появления зубров. Их ископаемая летопись начинается внезапно, в раннем голоцене, примерно 11,7 тысяч лет назад. Откуда они взялись в Европе? Происхождением европейских зубров занимались специалисты разных профилей — палеонтологи, зоологи, генетики, биогеографы, антропологи (крупные быки были неизменным предметом охоты ранних людей), специалисты по охране исчезающих видов. Поэтому новая статья большого коллектива специалистов под руководством Жюльена Субрие (Julien Soubrier) из Аделаидского университета, опубликованная в Nature Communications, смотрится сюрпризом. Неожиданный ракурс проявился после привлечения новых данных по ДНК из ископаемых костей бизонов (относимых к роду Bison), найденных на европейской территории. Неожиданным в этой статье является и обращение биоинформатиков к древним наскальным рисункам. (Вспомним, что обычно биоинформатики опираются на труднодоступную простому смертному филогенетическую статистику, а не на символические, буквально, доказательства.)

Слева — митохондриальное дерево быков, справа — дерево, построенное на основе последовательности их Y-хромосом. Рисунок из статьи E. L. C. Verkaar et al., 2004
Слева — митохондриальное дерево быков, справа — дерево, построенное на основе последовательности их Y-хромосом. Рисунок из статьи E. L. C. Verkaar et al., 2004

Позднеплейстоценовая (126–11,7 тысяч лет) европейская фауна, судя по ископаемым находкам, включала два вида крупных быков — туры (Bos primigenius) и степные зубры (Bison priscus). Настоящие, или европейские, зубры появляются в европейской ископаемой летописи лишь в последние 11,7 тысяч лет, в голоцене, когда степные зубры вместе с остальной плейстоценовой фауной исчезают (правда, известна находка степного зубра возрастом 10 тысяч лет из Арктической тундры). В голоцене зубры широко распространились по всей европейской территории до Урала, включая и высокогорные районы, например Кавказ. К настоящему времени, как хорошо известно, осталось лишь несколько популяций зубров, искусственно восстановленных и поддерживаемых в заповедниках (самый, пожалуй, известный из которых — Беловежская пуща), но это уже совсем другая тема.

Если опираться на сравнение митохондриальных геномов зубров с другими представителями бычьих, то ближайшие родственники европейских зубров — туры и их потомки, домашний скот. Если обратиться к сравнению ядерных геномов, то ближайшими родственниками зубров окажутся американские бизоны — потомки степного зубра.

Эти разногласия в генетических аргументах можно объяснить смешением древних зубров, отделившихся от общей ветви бизонов более 1 млн лет назад, с другими представителями этой группы. От общих предков со степными зубрами и американскими бизонами им достался ядерный геном, а от туров или их одомашненных потомков — митохондриальный привнос. Впрочем, схема смешений может быть и иной. Тут нужны дополнительные данные и исследования по генетической истории зубров и их родичей.

И вот ученые выделили ДНК из 65 образцов костей и зубов различных представителей бизонов (степных и европейских зубров) и домашнего скота, возрастом от 50 тысяч лет и до современности. На полученном дереве митохондриальной ДНК неожиданно выделилась четкая группа из 38 образцов — и не степные бизоны, и не зубры, и не туры... Эту группу назвали соответственно: клада Х. Ближе всего ее представители оказались к зубрам, и вместе они — родственники туров и коров. Степной зубр и американский бизон составляют более далекую от этих древних представителей группу.

Датировки всех находок радиоуглеродным методом дали возможность расположить веточки дерева на временной оси. Получилось, что клада загадочных зубров вместе с линией европейских зубров появились около 120 тысяч лет назад, то есть в позднем плейстоцене.

Митохондриальное дерево представителей бычьих, куда включены данные по ископаемым остаткам европейских зубров (степного и европейского): новые данные выделены цветами: загадочная клада Х — красным, европейский зубр — оранжевым, а степной зубр — синим
Митохондриальное дерево представителей бычьих, куда включены данные по ископаемым остаткам европейских зубров (степного и европейского): новые данные выделены цветами: загадочная клада Х — красным, европейский зубр — оранжевым, а степной зубр — синим

Для прояснения вопроса о гибридизации ученые взялись за ядерные геномы ископаемых образцов. Они выбрали для этого девять образцов из клады Х с датировками 55–20 тысяч лет, образец кости зубра возрастом более 55 тысяч лет (возможно, читатели подскажут, что это за образец и как определяли его возраст), образец ткани зубра 1911 года, два образца степного зубра с датировками 30 и 50 тысяч лет.

Сравнение полиморфизмов в ископаемых ДНК показало явную близость клады Х с геномом степного зубра, чуть меньше — с геномом древнего зубра. Расчеты дают оценки генетического родства клады Х и древнего европейского зубра со степным зубром примерно на уровне 84–95%, и это весьма высокий уровень сходства. При этом сходство по полиморфизмам с туром оказывается не выше 5%. Зато по сходству митохондриальных генов европейские зубры и туры гораздо ближе к степным зубрам. Все это вместе означает следующую схему появления линии зубров и клады Х.

Имеющиеся датировки позволили наложить митохондриальное дерево ископаемых зубров (оранжевый цвет) и клады Х (красный цвет) на ось времени. Прямоугольниками отмечены места находок ископаемых, звездочки — данные по историческим (археологическим) зубрам
Имеющиеся датировки позволили наложить митохондриальное дерево ископаемых зубров (оранжевый цвет) и клады Х (красный цвет) на ось времени. Прямоугольниками отмечены места находок ископаемых, звездочки — данные по историческим (археологическим) зубрам

Около 120–100 тысяч лет назад в позднем плейстоцене началось смешение степных зубров и туров. Предположительно, в гибридном потомстве лучше выживали коровы — примерно так, как от скрещиваний современного американского бизона и домашнего скота, при котором получаются стерильные гибридные быки, но вполне плодовитые гибридные коровы. В результате последовательных скрещиваний гибридных самок зубро-туров с быками степных зубров потомство получало ядерный геном, несущий всё больше специфики степных зубров и одновременно всё больше митохондриальных генов туров. Около 55 тысяч лет назад эти животные уже составили самостоятельную линию, изолированную и от степных зубров, и от туров, получив внушительное число своих собственных аллелей. Схожий митохондриальный и ядерный геном этой изолированной гибридной линии имели и представители клады Х, и древние зубры, так что они, скорее всего, составляли единый вид. Современные зубры сильно разнятся по своим полиморфизмам и с древним зубром, и с кладой Х. Ученые объясняют это быстрым дрейфом генов в крайне малочисленной популяции европейского зубра.

Как выглядели эти загадочные зубры, представители клады Х. Тут современным исследователям и пригодились наскальные рисунки бизонов и зубров. Ученые предположили, что разница в изображениях происходит не из-за смены художественного стиля в древней живописи, как думали раньше, а просто из-за того, что древние художники рисовали разных зверей. Действительно, глаз-то у тех художников был не хуже нашего, а точность линий с учетом художественных средств — и того лучше.

Схема смешения самок туров (Aurochs) и самцов степных зубров (Steppe) в ряду поколений, при котором гибридная линия получает ядерный геном зубров, а митохондриальный — туров
Схема смешения самок туров (Aurochs) и самцов степных зубров (Steppe) в ряду поколений, при котором гибридная линия получает ядерный геном зубров, а митохондриальный — туров

В наскальной живописи встречаются изображения длиннорогих животных с мощной грудью и горбатой спиной. Но также можно увидеть и относительно короткорогих, с тонкими ногами и ровной спиной. Первые напоминают американских бизонов, близких к степным зубрам, вторые — европейского зубра, родича представителей клады Х. Скорее всего, такими они и были, эти древние европейские зубры, бродившие в позднем плейстоцене по европейским равнинам.

Бизоноподобные рисунки датируются эпохами до последнего оледенения, 34–20 тысяч лет назад, а зуброподобные изображения имеют более поздние датировки, после 17–12 тысяч лет. Такое расхождения во времени, по всей видимости, важно, так как хронология рисунков может отражать действительное положение дел в природе. В более теплые периоды в европейской фауне преобладали степные бизоны, но когда становилось холоднее, на смену им приходили зуброподобные представители клады Х. Такой сценарий смены подтверждается датировками костей: экземпляры клады Х датируются до 50 тысяч лет и после 34 тысяч лет, когда температура в среднем снижалась и преобладала тундровая растительность, а те, находки, которые генетики отнесли к степным зубрам, относятся к промежутку между этими двумя. Во время последнего оледенения степные зубры вымерли, оставив территории европейским зубрам и охотникам. Именно этот переход и зафиксирован художниками. Так что генетика более или менее сошлась с наблюдениями древних художников.

Силуэты некоторых изображений зуброподобных (2, 4, 6, 8) и бизоноподобных (1, 3, 5, 7, 9) животных в известных местонахождениях Франции, которые обозначены цифрами. 1 — пещера Шове (Grotte Chauvet-Pont d’Arc), рисунок углем ориньякского периода (возраст ~35 100 ± 175 лет). 2 — пещера Портель (Grotte du Portel), рисунок, мадленский период (~14 250 ± 295 лет). 3 — пещера Ласко (Grotte de Lascaux), резьба, солютрейская культура (~22 200 ± 380 лет) или ранний мадленский период (между ~19 300 ± 561 и ~20 597 ± 375 лет). 4 — пещера Нио (Grotte de Niaux), рисунок, мадленский период (~14 250 ± 295 лет). 5 — пещера Труа-Фрер (Grotte des Trois Freres), резьба, граветтский период (датирование по стилистике рисунка). 6 — пещера Руффиньяк (Grotte de Rouffignac), рисунок, мадленский период (датирование по стилистике рисунка). 7 — пещера Пеш-Мерль (Grotte du Pech Merle), рисунок (марганцевый минерал), граветтский период (~29 447 ± 443 лет). 8 — пещера Марсула (Grotte de Marsoulas), резьба, мадленский период (датирование по стилистике рисунка). 9 — местонахождение Roc de Sers, резьба по известняку, солютрейская культура (20 442 ± 409 лет)
Силуэты некоторых изображений зуброподобных (2, 4, 6, 8) и бизоноподобных (1, 3, 5, 7, 9) животных в известных местонахождениях Франции, которые обозначены цифрами. 1 — пещера Шове (Grotte Chauvet-Pont d’Arc), рисунок углем ориньякского периода (возраст ~35 100 ± 175 лет). 2 — пещера Портель (Grotte du Portel), рисунок, мадленский период (~14 250 ± 295 лет). 3 — пещера Ласко (Grotte de Lascaux), резьба, солютрейская культура (~22 200 ± 380 лет) или ранний мадленский период (между ~19 300 ± 561 и ~20 597 ± 375 лет). 4 — пещера Нио (Grotte de Niaux), рисунок, мадленский период (~14 250 ± 295 лет). 5 — пещера Труа-Фрер (Grotte des Trois Freres), резьба, граветтский период (датирование по стилистике рисунка). 6 — пещера Руффиньяк (Grotte de Rouffignac), рисунок, мадленский период (датирование по стилистике рисунка). 7 — пещера Пеш-Мерль (Grotte du Pech Merle), рисунок (марганцевый минерал), граветтский период (~29 447 ± 443 лет). 8 — пещера Марсула (Grotte de Marsoulas), резьба, мадленский период (датирование по стилистике рисунка). 9 — местонахождение Roc de Sers, резьба по известняку, солютрейская культура (20 442 ± 409 лет)

Так что ученые предложили для обсуждения сценарий, в котором все части взаимоувязаны: ядерное родство с одним видом, митохондриальное — с другим, никакого внезапного появления зубра, а вместо него постепенная гибридизация двух существовавших видов, и вдобавок наскальная миграционная документация. Несогласным с этим сценарием придется как следует потрудиться, чтобы столь же блестяще обосновать альтернативную историю.

Находки европейских и степных зубров на территории Южного Урала. Клада Х рассматривается как представители европейских зубров (Wisent domination). Хронология находок наложена на палеотемпературную кривую для этого региона
Находки европейских и степных зубров на территории Южного Урала. Клада Х рассматривается как представители европейских зубров (Wisent domination). Хронология находок наложена на палеотемпературную кривую для этого региона

Кроме того, если предложенная версия подтвердится дополнительными данными по ископаемым ДНК бизонов и зубров разных археологических возрастов, то мы получим чрезвычайно интересный пример видообразования путем гибридизации двух видов с последующей изоляцией. Пример, в котором генетика становления нового вида может быть более или менее полно реконструирована.

Елена Наймарк


Источники:

  1. elementy.ru








Конфискованная находка рассказала о социальном поведении овирапторных динозавров

Представлен практически полный скелет австралопитека

Найдена самая длинная дорожка следов динозавров

Лежавшие 140 лет на музейной полке окаменелости оказались неизвестным видом древней рептилии

Ротовая полость древних земноводных содержала тысячи крошечных зубов

В Аргентине обнаружили и описали самых больших сухопутных динозавров в мире

Палеонтологи обнаружили крупнейшие следы динозавров

Статус наследия ЮНЕСКО хотят присвоить уникальной плите с отпечатками динозавров в Боливии

С хоботом наперевес. Что мы знаем о стегодонах

Растения помогли древним бегемотам распространиться по Африке

Люди из Джебель Ирхуд — ранние представители эволюционной линии Homo sapiens

Полый позвоночник не давал перегреться зауроподам

Вымирание мамонтов ускорили болезни и патологии скелетной системы

Встречаем первого российского титанозавра

Почему было так много видов динозавров?

Лимузавры теряли зубы по мере взросления

Ученые разгадали тайну хиолитов — загадочных палеозойских животных

Древнейший моллюск был похож на шипастого слизня

Ученые обнаружили окаменелого проторозавра накануне живорождения

Череп гигантского медведя из сказаний
© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://paleontologylib.ru/ 'PaleontologyLib.ru: Палеонтология - книги и статьи'

Рейтинг@Mail.ru Rambler s Top100