В останках древнего мамонта обнаружена самая старая в мире микробиальная ДНК
Древние останки мамонтов сохранили микробиологическую ДНК, возраст которой превышает миллион лет. Исследование раскрывает долгосрочные взаимодействия между хозяином и микробами.
Международная группа ученых под руководством специалистов Центра палеогенетики извлекла микробиологическую ДНК, сохранившуюся в останках шерстистых и степных мамонтов, возраст которых превышает миллион лет. Исследование позволило обнаружить одну из самых древних микробиологических ДНК, когда-либо идентифицированных, и выявить бактерии, которые, возможно, способствовали заболеванию мамонтов. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Cell.
Исследователи, работающие в Центре палеогенетики — совместном проекте Стокгольмского университета и Шведского музея естественной истории — изучили микробиологическую ДНК 483 образцов мамонтов, в том числе 440, которые никогда ранее не секвенировались.
Один из примечательных образцов был взят у степного мамонта, жившего примерно 1,1 миллиона лет назад. Применив передовые методы геномики и биоинформатики, команда смогла отделить микробы, которые были частью живого микробиома мамонтов, от тех, которые колонизировали останки после смерти.
«Представьте, что вы держите в руках зуб мамонта, которому миллион лет. А что, если я скажу вам, что на нем до сих пор сохранились следы древних микробов, которые жили вместе с этим мамонтом? Наши результаты позволяют продвинуть исследования микробиологической ДНК на миллион лет назад, открывая новые возможности для изучения того, как микробы, связанные с хозяином, эволюционировали параллельно со своими хозяевами», — говорит Бенджамин Гине, постдокторант Центра палеогенетики и ведущий автор исследования.
Бенджамин Гине
Бенджамин Гине. Источник: Бенджамин Гине
Шесть микробных клад сохранились во времени и пространстве
Исследователи идентифицировали шесть микробных линий, которые постоянно появлялись в связи с останками мамонтов, включая родственников Actinobacillus, Pasteurella, Streptococcus и Erysipelothrix. Некоторые из этих микробов могли быть вредными. Например, одна из бактерий, похожая на Pasteurella, обнаруженная в ходе исследования, тесно связана с патогеном, ответственным за смертельные вспышки заболеваний у африканских слонов. Поскольку африканские и азиатские слоны являются ближайшими живыми родственниками мамонтов, это открытие повышает вероятность того, что мамонты также были восприимчивы к подобным инфекциям.
Особенно поразительным результатом стало то, что команде удалось реконструировать части генома Erysipelothrix степного мамонта, жившего около 1,1 миллиона лет назад. Это достижение представляет собой самую древнюю микробиальную ДНК, связанную с хозяином, которая когда-либо была обнаружена, расширяя границы того, что можно узнать о взаимосвязях между вымершими животными и их микробиологическими сообществами.
«Поскольку микробы быстро эволюционируют, получение надежных данных о ДНК за период более миллиона лет было похоже на следование по следу, который постоянно перезаписывался. Наши результаты показывают, что древние останки могут сохранять биологическую информацию, выходящую далеко за рамки генома хозяина, и дают нам представление о том, как микробы влияли на адаптацию, заболевания и вымирание в экосистемах плейстоцена», — говорит Том ван дер Вальк, старший автор и исследователь Центра палеогенетики.
Новое окно в древние экосистемы
Хотя точное влияние выявленных микробов на здоровье мамонтов трудно определить из-за деградации ДНК и ограниченности сравнительных данных, исследование дает беспрецедентное представление о микробиомах вымершей мегафауны. Результаты показывают, что некоторые линии микроорганизмов сосуществовали с мамонтами в течение сотен тысяч лет, охватывая как широкие географические районы, так и эволюционные временные масштабы, от более чем миллиона лет назад до вымирания шерстистых мамонтов на острове Врангеля около 4000 лет назад.
«Эта работа открывает новую главу в понимании биологии вымерших видов. Мы можем не только изучать геномы самих мамонтов, но и начать исследовать микробиологические сообщества, которые жили внутри них», — говорит Лав Дален, профессор эволюционной геномики в Центре палеогенетики.
