Αυτή η εικόνα δείχνει την ανακατασκευή ενός παλαιοκαλλιτέχνη των τριών εξαφανισμένων ειδών ρινόκερου των οποίων τα γονιδιώματα αλληλουχήθηκαν ως μέρος της μελέτης. Σε πρώτο πλάνο είναι ένας μονόκερος της Σιβηρίας (Elasmotherium sibiricum), και από πίσω είναι δύο ρινόκεροι του Merck (Stephanorhinus kirchbergensis). Στο βάθος είναι ένας μαλλιαρός ρινόκερος (Coelodonta antiquitatis). Πίστωση: Beth Zaiken
Υπήρχε μια πανάρχαια ερώτηση που χρονολογείται από την εποχή του Δαρβίνου σχετικά με τις σχέσεις μεταξύ των πέντε ζωντανών ειδών ρινόκερων στον κόσμο. Ένας λόγος που ήταν δύσκολο να βρεθούν απαντήσεις είναι ότι οι περισσότεροι ρινόκεροι εξαφανίστηκαν πριν από το Πλειστόκαινο. Τώρα, οι ερευνητές αναφέρουν στο περιοδικό Κύτταρο στις 24 Αυγούστου βοήθησαν να καλυφθούν τα κενά στο εξελικτικό οικογενειακό δέντρο του ρινόκερου αναλύοντας τα γονιδιώματα και των πέντε ζωντανών ειδών μαζί με τα γονιδιώματα τριών αρχαίων και εξαφανισμένων ειδών.
Τα ευρήματα δείχνουν ότι η παλαιότερη διαίρεση χώρισε τις αφρικανικές και ευρασιατικές γενεαλογίες πριν από περίπου 16 εκατομμύρια χρόνια. Διαπιστώνουν επίσης ότι - ενώ οι πληθυσμοί ρινόκερων που μειώνονται σήμερα έχουν χαμηλότερη γενετική ποικιλομορφία και μεγαλύτερη αιμομιξία από ό,τι στο παρελθόν - οι ρινόκεροι είχαν ιστορικά χαμηλά επίπεδα γενετικής ποικιλότητας.
«Μπορούμε τώρα να δείξουμε ότι το κύριο κλαδί στο δέντρο της ζωής των ρινόκερων βρίσκεται μεταξύ των γεωγραφικών περιοχών, της Αφρικής εναντίον της Ευρασίας, και όχι μεταξύ των ρινόκερων που έχουν ένα έναντι δύο κέρατα», λέει η Love Dalén του Κέντρου Παλαιογενετικής και του Σουηδικού Μουσείου. Φυσικής Ιστορίας. «Το δεύτερο σημαντικό εύρημα είναι ότι όλοι οι ρινόκεροι, ακόμη και οι εξαφανισμένοι, έχουν σχετικά χαμηλή γενετική ποικιλότητα. Σε κάποιο βαθμό, αυτό σημαίνει ότι η χαμηλή γενετική ποικιλότητα που βλέπουμε στους σημερινούς ρινόκερους, που είναι όλοι υπό εξαφάνιση, είναι εν μέρει συνέπεια της βιολογίας τους.
«Και τα οκτώ είδη εμφάνισαν γενικά είτε μια συνεχή αλλά αργή μείωση στο μέγεθος του πληθυσμού τα τελευταία 2 εκατομμύρια χρόνια, είτε συνεχώς μικρά μεγέθη πληθυσμού για εκτεταμένες χρονικές περιόδους», δήλωσε ο Mick Westbury του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, Δανία. «Τα συνεχώς χαμηλά μεγέθη πληθυσμού μπορεί να υποδηλώνουν ότι οι ρινόκεροι γενικά είναι προσαρμοσμένοι σε χαμηλά επίπεδα ποικιλομορφίας».
Αυτή η ιδέα είναι συνεπής με μια προφανή έλλειψη συσσωρευμένων επιβλαβών μεταλλάξεων στους ρινόκερους τις τελευταίες δεκαετίες. Ο Westbury λέει ότι οι ρινόκεροι μπορεί να έχουν καθαρίσει τις επιβλαβείς μεταλλάξεις τα τελευταία 100 χρόνια, επιτρέποντάς τους να παραμείνουν σχετικά υγιείς, παρά τη χαμηλή γενετική ποικιλότητα.
Η νέα μελέτη εμπνεύστηκε σε μια επιστημονική συνάντηση. Ο Dalén και ο Tom Gilbert, από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, εργάζονταν χωριστά σε διαφορετικά είδη ρινόκερων. Συνειδητοποίησαν ότι αν ένωναν τις δυνάμεις τους, μαζί με συναδέλφους σε όλο τον κόσμο, θα μπορούσαν να κάνουν μια συγκριτική μελέτη όλων των ζωντανών ρινόκερων μαζί με τα τρία είδη που εξαφανίστηκαν κατά την τελευταία Εποχή των Παγετώνων.
Υπήρχαν κάποιες προκλήσεις που έπρεπε να ξεπεραστούν, λέει ο Shanlin Liu, China Agricultural University, Πεκίνο. «Όταν αποφασίσαμε να συγκεντρώσουμε όλα τα δεδομένα των ρινόκερων και να πραγματοποιήσουμε μια συγκριτική γονιδιωματική μελέτη, αντιμετωπίσαμε επίσης το πρόβλημα των «μεγάλων δεδομένων»», εξήγησε ο Liu.
Τα δεδομένα γονιδιώματος αντιπροσώπευαν διαφορετικούς τύπους δεδομένων, εν μέρει λόγω της συμπερίληψης τόσο των σύγχρονων όσο και των αρχαίων DNA. Η ομάδα έπρεπε να αναπτύξει νέα εργαλεία ανάλυσης για να λάβει υπόψη αυτές τις διαφορές. Οι νέες προσεγγίσεις και τα εργαλεία που ανέπτυξαν μπορούν τώρα να εφαρμοστούν σε μελέτες σε άλλες ταξινομικές ομάδες.
Ο Dalén λέει ότι τα ευρήματα είναι «εν μέρει καλά νέα και εν μέρει όχι». Φαίνεται ότι τα χαμηλά επίπεδα γενετικής ποικιλότητας στους ρινόκερους είναι μέρος της μακροπρόθεσμης ιστορίας τους και δεν οδήγησαν σε αύξηση των προβλημάτων υγείας που σχετίζονται με την ενδογαμία και τις μεταλλάξεις που προκαλούν ασθένειες.
«Ωστόσο, διαπιστώνουμε επίσης ότι οι σημερινοί ρινόκεροι έχουν χαμηλότερη γενετική ποικιλότητα και υψηλότερα επίπεδα ενδογαμίας, σε σύγκριση με το ιστορικό και το προϊστορικό μας γονιδίωμα του ρινόκερου», λέει. «Αυτό υποδηλώνει ότι η πρόσφατη μείωση του πληθυσμού που προκαλείται από το κυνήγι και την καταστροφή των οικοτόπων είχε αντίκτυπο στα γονιδιώματα. Αυτό δεν είναι καλό, καθώς η χαμηλή γενετική ποικιλότητα και η υψηλή ενδογαμία μπορεί να αυξήσουν τον κίνδυνο εξαφάνισης στα σημερινά είδη».
Τα ευρήματα έχουν κάποιες πρακτικές συνέπειες για τη διατήρηση του ρινόκερου, λένε οι ερευνητές.
«Τώρα γνωρίζουμε ότι η χαμηλή ποικιλομορφία που βλέπουμε στα σύγχρονα άτομα μπορεί να μην είναι ενδεικτική της αδυναμίας ανάκαμψης, αλλά αντιθέτως μιας φυσικής κατάστασης ρινόκερου», λέει ο Westbury. «Μπορούμε να καθοδηγήσουμε καλύτερα τα προγράμματα αποκατάστασης ώστε να επικεντρωθούν στην αύξηση του μεγέθους του πληθυσμού παρά στην ατομική γενετική ποικιλότητα».
Η ομάδα ελπίζει ότι τα νέα ευρήματα θα είναι χρήσιμα για τη συνεχή μελέτη των ρινόκερων και τη διατήρησή τους. Ο Dalén αναφέρει ότι η ομάδα του εργάζεται τώρα σε μια πιο εις βάθος μελέτη του εξαφανισμένου μάλλινου ρινόκερου. Εν τω μεταξύ, ο Westbury εμπλέκεται στη σύγκριση των γονιδιωμάτων του αφρικανικού μαύρου ρινόκερου που ελήφθησαν δείγματα πριν από την πρόσφατη μείωση του μεγέθους του πληθυσμού με αυτά των σύγχρονων ατόμων.
«Ελπίζουμε ότι αυτό θα παράσχει ένα πλαίσιο για να κατανοήσουμε καλύτερα από πού μπορεί να προήλθαν οι μετατοπισμένοι πληθυσμοί, οι άμεσες αλλαγές στη γενετική ποικιλότητα και εάν κάποιοι πληθυσμοί μπορεί να έχουν χαθεί για πάντα εξαιτίας των ανθρώπων», είπε ο Westbury.
Αναφορά: 24 Αυγούστου 2021, Κύτταρο.
DOI: 10.1016/j.cell.2021.07.032
Οι ερευνητές έλαβαν υποστήριξη από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας, το Ανεξάρτητο Ταμείο Έρευνας της Δανίας, το Αυστραλιανό Ερευνητικό Συμβούλιο, την Agencia Estatal de Investigación, το Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes, το GENCAT, το Σουηδικό Ερευνητικό Συμβούλιο και το Formas.
