livescience: Древние экскременты белок из вечной мерзлоты Арктики содержат ДНК мамонтов, бизонов, лошадей и крупных кошек

Доисторические родственники арктических сусликов (Urocitellus parryii) оставили помёт на Юконе, который сохранялся в вечной мерзлоте тысячелетиями. (Изображение: Правительство Юкона)

Древняя ДНК в неожиданном месте

Замороженные экскременты доисторических сусликов оказались буквально начинены ДНК ледниковых зверей, включая шерстистых мамонтов, загадочную крупную кошку и множество других организмов. Это даёт удивительно детальный генетический снимок древней жизни на суровом Юконе в Канаде.

Хотя генетический материал крупных существ был найден в помёте сусликов, эти грызуны не были хищниками. Они были оппортунистическими всеядными, питавшимися разнообразными растениями и грибами, а также насекомыми, грызунами и падалью — точно так же, как современные арктические суслики (Urocitellus parryii) на Юконе и в других частях северо-западной Северной Америки и Сибири.

Однако исследователи предупреждают, что арктические суслики имеют привычку собирать и хранить различные предметы в своих норах, что могло со временем привнести дополнительную ДНК в экскременты, потенциально объясняя некоторые обнаруженные генетические сигналы. Также возможно, что ДНК хищников попала в норы, потому что они пытались охотиться на сусликов.

«Арктические суслики, которые сегодня живут на Юконе, ведут себя как крысы-собиратели, — сказал в заявлении первый автор исследования Тайлер Мёрчи (Tyler Murchie), исследователь палеогеномики из Института Хакай в Британской Колумбии, Канада. — Они выходят на ландшафт, собирают множество разных кусочков растений, костей, семян и приносят их обратно в свою нору».

Так что, независимо от того, питались ли эти древние грызуны падалью и другой съедобной пищей или просто приносили её в свои жилища, эти экскременты помогают раскрыть флору и фауну, населявшую Берингию — древний регион, который когда-то охватывал северо-восточную Азию и северо-западную Северную Америку, когда континенты были соединены сухопутным мостом во время последнего ледникового периода. Результаты были опубликованы во вторник (9 июня) в журнале Nature Communications.

Копролиты (окаменевший помёт) в исследовании охватывали несколько ледниковых периодов. (Изображение: Правительство Юкона)

Детективы по калу

Для исследования учёные проанализировали образцы, извлечённые из гранул помёта, которые сохранялись в норах в глубокой вечной мерзлоте Юкона (граничит с Аляской) на протяжении тысячелетий. Эти экскременты, самые старые из которых датируются примерно 700 000 лет назад, дали необычайно богатую сокровищницу древней экологической ДНК множества видов растений, микробов, грибов и животных.

Примечательно, что генетический материал из 700-тысячелетних экскрементов сусликов входит в число древнейших ДНК, когда-либо извлечённых и секвенированных, по словам авторов.

«Исследование показывает нам, что копролиты (экскременты) сусликов сохраняют удивительно разнообразные генетические снимки древней Берингии, что делает их исключительными хранилищами для понимания эволюционных и экологических изменений в глубоком прошлом, — сказал в заявлении соавтор исследования Хендрик Пойнар (Hendrik Poinar), директор Центра древней ДНК Университета Макмастера в Онтарио. — Это помогает реконструировать палеосреды в гораздо более глубоком времени, давая представление об изменениях окружающей среды, эволюции мегафауны, её расселении и, в конечном счёте, вымирании».

Древние фекальные гранулы, оставленные арктическими сусликами, найденные на Нижнем Кварцевом Ручье на Юконе. (Изображение: Дуэйн Фроуз/Университет Альберты)

Генетическая сокровищница

В ходе исследования учёные извлекли древнюю экологическую ДНК из коллекции копролитов сусликов. Это дало команде достаточное количество хорошо сохранившегося генетического материала для сборки более 18 митохондриальных геномов, включая геномы шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius), ныне вымершего степного бизона (Bison priscus), лошади (Equus), американского беляка (Lepus americanus) и самого арктического суслика.

Митохондриальный геном (митогеном) — это полный набор ДНК, находящийся внутри митохондрий — небольших структур внутри клеток, вырабатывающих энергию. Митогеном, собранный из 700-тысячелетнего образца, представляет собой древнейший митогеном, когда-либо извлечённый из древних фекалий, сообщается в исследовании.

Неожиданные находки

Команда также обнаружила более слабые генетические отпечатки ряда других животных в копролитах, включая следы леммингов (Lemmus), карибу (Rangifer tarandus), серых волков (Canis lupus) и крупной кошки — возможно, пумы или вымершего американского гепарда (Miracinonyx trumani), а также грибов, бактерий и более 200 групп растений.

Учитывая богатый архив генетического материала, который был обнаружен, результаты могут проложить путь к будущим открытиям, считают исследователи.

«Я надеюсь, что люди вынесут из этой работы неожиданную тайну, которую можно найти в останках, которые иначе можно было бы упустить из виду», — сказал Мёрчи в видео-заявлении.