Новый метод извлечения древней ДНК из крошечных костей раскрывает скрытую эволюционную историю новозеландских гекконов

Биоразнообразие Аотеароа (Новой Зеландии) прошло драматический эволюционный путь. Прибытие людей в конце XIII века привело к вымиранию многих видов и серьезному сокращению генетического разнообразия у выживших.

Древняя ДНК, сохранившаяся в костях десятки тысяч лет, позволяет изучать генетические секреты видов. Однако большинство палеогенетических исследований фокусировалось на крупных животных, чьи кости можно было отобрать, не разрушая образец. Мелкие животные часто игнорировались, так как отбор пробы уничтожал бы всю кость.

Исследователи разработали новый метод — энзиматическую "костную ванну", которая вымывает древнюю ДНК. Этот неразрушающий метод позволяет секвенировать древние геномы без видимого повреждения кости.

Реконструкция скрытой истории

Теперь можно восстановить ранее скрытую эволюционную историю мелких и малоизученных животных, например, новозеландских гекконов. В стране обитает не менее 48 видов гекконов, все они серьезно пострадали от прибытия человека, что скрыло их истинную эволюционную историю.

Ранее считалось, что виды гекконов можно различить только по размеру, а не по форме костей, что затрудняло идентификацию. Используя 3D-сканирование и новый неразрушающий метод экстракции ДНК, ученые сосредоточились на костях гекконов самого крупного размерного класса.

Оказалось, что кости гекконов можно различить по форме, но не по размеру (за исключением самого крупного современного вида). Это означает, что наши знания о гекконах Аотеароа теперь представляют собой палеонтологический "чистый лист".

История геккона Дювоселя

3D-сканирование показало, что кости крупнейшего размерного класса либо принадлежали ранее неизвестному вымершему геккону, либо геккон Дювоселя (Hoplodactylus duvauceli) претерпел огромное снижение морфологического разнообразия после изгнания с материковой части Новой Зеландии с прибытием людей.

Генетический анализ древних митохондриальных геномов подтвердил, что геккон Дювоселя пережил серьезный морфологический и генетический "бутылочное горлышко", связанное с вымиранием на материке. Его динамичная эволюционная история простирается в прошлое в ответ на крупнейшие геологические и климатические изменения Новой Зеландии.

• Популяции Северного и Южного островов разошлись около пяти миллионов лет назад, когда геккон расселялся через плиоценовые проливы и временные острова, задолго до формирования пролива Кука (~500 000 лет назад). Эти популяции теперь настолько разошлись, что, возможно, представляют собой разные виды.
• На Южном острове ледниковые периоды вынудили геккона Дювоселя (и его лесную среду обитания) отступать в отдельные северные и южные рефугиумы. Это подчеркивает, что оледенение может быть созидательной силой для биоразнообразия.
• В Северном острове древние линии жили в удаленных районах, таких как Вайтомо и Нортленд, а более молодые линии оказались ограничены прибрежными островами по мере подъема уровня моря около 11 000 лет назад.

Как и их южные сородичи, изолированные островные линии являются единственными уцелевшими сегодня.

Новые научные методы позволяют реконструировать биологическое наследие мелких позвоночных, что, в свою очередь, помогает основанному на доказательствах управлению охраной природы.