Древний коллаген может раскрыть тайну «вумбата размером с бегемота»
Ученые обнаружили новые маркеры, которые позволяют идентифицировать виды по окаменелым фрагментам костей, что дает новые представления об исчезновении загадочной мегафауны.
Что случилось со всей мегафауной? По всему миру, от высоченных мамонтов до нелетающих моа, многие из этих гигантских животных исчезли между 50 000 и 10 000 лет назад. Раскрытие тайны их исчезновения может дать важные подсказки о древних экосистемах и помочь предсказать судьбу современных видов, которые сегодня находятся на грани исчезновения.
Однако изучение этих доисторических гигантов нелегко. Окаменелости часто слишком повреждены, чтобы их можно было четко идентифицировать, а в теплом или влажном климате ДНК редко сохраняется с течением времени. Теперь группа ученых сделала захватывающий прорыв. Они выделили уникальные коллагеновые пептидные маркеры, которые позволяют надежно идентифицировать трех представителей древней мегафауны Австралии: вомбата размером с бегемота, гигантского кенгуру и грозного сумчатого с огромными когтями.
«Географический ареал и дата вымирания мегафауны в Австралии, а также потенциальное взаимодействие с ранними современными людьми являются предметом горячих споров», — сказала профессор Катерина Дука из Венского университета, старший автор статьи в журнале Frontiers in Mammal Science.
«Небольшое количество окаменелостей, найденных на палеонтологических участках по всей стране, означает, что трудно проверить гипотезы о том, почему эти животные вымерли», — пояснила первая автор статьи, доктор Карли Петерс из Университета Алгарве. «Зооархеология с помощью масс-спектрометрии — ZooMS — может увеличить количество идентифицированных окаменелостей мегафауны, но только при наличии коллагеновых пептидных маркеров для этих видов».
Прогулка с гигантами
Анализ пептидов — коротких цепей аминокислот, обнаруженных в образцах коллагена, — позволяет ученым различать различные роды животных, а иногда и различные виды. Поскольку коллаген сохраняется лучше, чем ДНК, этот метод может успешно применяться в тропических и субтропических условиях, где ДНК вряд ли сохранится. Но большинство эталонных маркеров относятся к евразийским видам, которые никогда не жили в других частях мира. В рамках этого исследования разрабатываются новые эталонные маркеры для Австралии, что позволяет ученым извлечь больше информации из фрагментарных ископаемых остатков Австралии.
«Белки, как правило, сохраняются лучше, чем ДНК, в течение более длительных периодов времени и в суровых условиях», — сказал Петерс. «Это означает, что в контексте исчезновения мегафауны белки могут сохраняться там, где ДНК уже не сохранилась».
Ученые решили изучить Zygomaturus trilobus, Palorchestes azael и Protemnodon mamkurra — три вида, которые могут быть особенно ценными для понимания исчезновения мегафауны. Z. trilobus и P. azael принадлежат к семействам животных, полностью вымерших в позднем четвертичном периоде, в то время как P. mamkurra просуществовал достаточно долго, чтобы потенциально пересечься с людьми, прибывшими в Тасманию. Соавтор исследования доктор Ричард Гиллеспи ранее датировал кости возрастом более 43 000 лет.
«Zygomaturus trilobus был одним из крупнейших сумчатых, которые когда-либо существовали — он выглядел как вомбат размером с бегемота», — сказал Дука. «Protemnodon mamkurra был гигантским, медлительным кенгуру, который, возможно, иногда ходил на четвереньках. Palorchestes azael был необычно выглядящим сумчатым, который обладал черепом с сильно втянутыми носовыми костями и длинным выдвигающимся языком, сильными передними конечностями и огромными когтями. Если ранние современные люди, которые вошли в Сахул — палеоконтинент, соединявший 55 000 лет назад современную Австралию, Новую Гвинею и Тасманию, — встретили бы их, они бы, несомненно, были очень удивлены».
Маркеры прошлого
Ученые исключили наличие каких-либо загрязнений и сравнили найденные пептидные маркеры с эталонными. Коллаген во всех трех образцах был достаточно хорошо сохранился, чтобы команда могла идентифицировать подходящие пептидные маркеры для всех трех видов.
Используя эти маркеры, команда смогла отличить Protemnodon от пяти современных родов и одного вымершего рода кенгуру. Они также смогли отличить Zygomaturus и Palorchestes от других современных и вымерших крупных сумчатых, но не смогли отличить эти два вида друг от друга. Это не является необычным для ZooMS, поскольку изменения в коллагене накапливаются чрезвычайно медленно, в течение миллионов лет эволюции. Если дальнейшие исследования не позволят добиться большей специфичности, эти маркеры лучше всего использовать для идентификации костей на уровне рода, а не вида.
Однако способность различать роды из более умеренных регионов Сахула дает возможность попытаться идентифицировать кости, найденные в более тропических районах, где, вероятно, жили близкородственные виды, которые могли иметь схожие или даже одинаковые пептидные маркеры. В этих регионах ДНК редко сохраняется с течением времени.
«Используя недавно разработанные коллагеновые пептидные маркеры, мы можем начать идентифицировать большее количество останков мегафауны в австралийских палеонтологических собраниях», — сказал Петерс. «Однако есть еще много видов, для которых коллагеновые пептидные маркеры еще не были охарактеризованы. Двумя примерами могут служить Diprotodon, самый большой род сумчатых, когда-либо существовавший, и Thylacoleo, самый большой сумчатый хищник».
