Ez az illusztráció egy paleoművész rekonstrukcióját mutatja be a három kihalt orrszarvúfajról, amelyek genomját a tanulmány részeként szekvenálták. Az előtérben egy szibériai egyszarvú (Elasmotherium sibiricum), mögöttük pedig két Merck orrszarvú (Stephanorhinus kirchbergensis). A távoli háttérben egy gyapjas orrszarvú (Coelodonta antiquitatis). hitel: Beth Zaiken
Darwin idejére nyúlik vissza egy ősrégi kérdés a világ öt élő orrszarvúfaja közötti kapcsolatokról. Az egyik ok, amiért nehéz választ találni, az az, hogy a legtöbb orrszarvú a pleisztocén előtt kihalt. Most a kutatók számolnak be a folyóiratban Sejt augusztus 24-én segítettek pótolni az orrszarvú evolúciós családfáját azzal, hogy mind az öt élő faj genomját elemezték három ősi és kihalt faj genomjával együtt.
Az eredmények azt mutatják, hogy a legrégebbi szakadás körülbelül 16 millió évvel ezelőtt választotta el az afrikai és eurázsiai leszármazást. Azt is megállapították, hogy miközben az orrszarvúk egyre fogyatkozó populációi alacsonyabb genetikai diverzitású és több beltenyésztéssel rendelkeznek, mint a múltban, az orrszarvúk genetikai diverzitása a történelem során alacsony volt.
„Most már megmutathatjuk, hogy az orrszarvúk életfájának fő ága a földrajzi régiók között van, Afrika versus Eurázsia, és nem az egy-két szarvú orrszarvúk között” – mondja Love Dalén, a Paleogenetikai Központ és a Svéd Múzeum munkatársa. a természettudomány. „A második fontos megállapítás az, hogy minden orrszarvúnak, még a kihaltaknak is, viszonylag alacsony a genetikai diverzitása. Ez bizonyos mértékig azt jelenti, hogy a mai orrszarvúknál tapasztalt alacsony genetikai diverzitás, amelyek mind veszélyeztetettek, részben biológiájuk következménye.
„Általában mind a nyolc faj populációmérete folyamatosan, de lassan csökkent az elmúlt 2 millió év során, vagy folyamatosan kicsi populációméretet mutatott hosszabb időn keresztül” – mondta Mick Westbury, a dániai Koppenhágai Egyetem munkatársa. "A folyamatosan alacsony populációméret arra utalhat, hogy az orrszarvúak általában alkalmazkodtak a sokféleség alacsony szintjéhez."
Ez az elképzelés összhangban van azzal, hogy az elmúlt évtizedekben az orrszarvúkban felhalmozódott káros mutációk nyilvánvalóan hiányoznak. Westbury szerint az orrszarvúk az elmúlt 100 évben káros mutációkat tisztíthattak meg, lehetővé téve számukra, hogy viszonylag egészségesek maradjanak az alacsony genetikai sokféleség ellenére.
Az új tanulmányt egy tudományos értekezlet inspirálta. Dalén és Tom Gilbert, a Koppenhágai Egyetem külön-külön dolgozott különböző orrszarvúfajokon. Felismerték, hogy ha a világ minden tájáról összefogó kollégáikkal összefognak, összehasonlító vizsgálatot végezhetnek az összes élő orrszarvúról a három fajjal együtt, amelyek az utolsó jégkorszakban kihaltak.
Shanlin Liu, a pekingi Kínai Mezőgazdasági Egyetem munkatársa szerint néhány kihívást le kellett küzdeni. „Amikor úgy döntöttünk, hogy összegyűjtjük az orrszarvúkra vonatkozó összes adatot, és összehasonlító genomikai vizsgálatot végzünk, a „nagy adatok” problémájával is szembesültünk” – magyarázta Liu.
A genom adatok különböző adattípusokat képviseltek, részben a modern és az ókori adatok bevonásának köszönhetően DNS. A csapatnak új elemző eszközöket kellett kidolgoznia, hogy figyelembe vegye ezeket a különbségeket. Az általuk kidolgozott új megközelítések és eszközök ma már más taxonómiai csoportokban is alkalmazhatók.
Dalén szerint az eredmények „részben jó hírek, részben nem”. Úgy tűnik, hogy az orrszarvúk genetikai sokféleségének alacsony szintje hosszú távú történetük része, és nem vezetett a beltenyésztéssel és a betegséget okozó mutációkkal kapcsolatos egészségügyi problémák növekedéséhez.
„Azt is tapasztaljuk azonban, hogy a mai orrszarvúk genetikai diverzitása alacsonyabb, és beltenyésztettsége magasabb, mint a történelmi és őskori orrszarvú genomjaink” – mondja. „Ez arra utal, hogy a közelmúltban a vadászat és az élőhelyek pusztítása által okozott populációcsökkenés hatással volt a genomokra. Ez nem jó, mivel az alacsony genetikai diverzitás és a magas beltenyésztés növelheti a kihalás kockázatát a mai fajoknál.
A kutatók szerint az eredményeknek van néhány gyakorlati vonatkozása az orrszarvúk védelmére.
„Most már tudjuk, hogy a kortárs egyedeknél tapasztalható alacsony diverzitás nem biztos, hogy a gyógyulási képtelenségre utal, hanem az orrszarvú természetes állapotára” – mondja Westbury. "Jobban tudjuk irányítani a helyreállítási programokat, hogy az egyéni genetikai sokféleség helyett a populáció méretének növelésére összpontosítsanak."
A csapat reméli, hogy az új eredmények hasznosak lesznek az orrszarvúak további tanulmányozásában és megőrzésében. Dalén beszámol arról, hogy csapata most a kihalt gyapjas orrszarvú alaposabb vizsgálatán dolgozik. Eközben Westbury részt vesz az afrikai fekete orrszarvú genomjának összehasonlításában, amelyet a populáció méretének közelmúltbeli csökkenése előtt vettek minta a kortárs egyedekéivel.
"Reméljük, hogy ez keretet biztosít ahhoz, hogy jobban megértsük, honnan származhattak az áttelepült populációk, a genetikai sokféleségben bekövetkezett közvetlen változások, és hogy előfordulhat-e, hogy bármely populáció örökre elveszett az emberek miatt" - mondta Westbury.
Hivatkozás: 24. augusztus 2021. Sejt.
DOI: 10.1016/j.cell.2021.07.032
A kutatók támogatást kaptak az Európai Kutatási Tanácstól, a Független Kutatási Alap Dániától, az Ausztrál Kutatási Tanácstól, az Agencia Estatal de Investigacióntól, a Howard Hughes Medical Institute-tól, a GENCAT-tól, a Svéd Kutatási Tanácstól és a Formastól.
