Новые исследования переворачивают генеалогическое древо ленивцев
Новые исследования, опубликованные одновременно в журналах Nature Ecology & Evolution и Current Biology, бросают вызов десятилетиям устоявшегося научного мнения об эволюционных связях древесных ленивцев и их вымерших родственников. Две независимые команды использовали разные молекулярные инструменты — анализ белка коллагена и митохондриального генома — но пришли к практически одинаковым результатам. Эти параллельные выводы значимы, поскольку предоставляют молекулярные доказательства, опровергающие давний консенсус, основанный на изучении анатомических признаков.
"Все мы были изначально удивлены нашими результатами, потому что они полностью противоречили общепринятой точке зрения, основанной на анатомии", — сказал Фредерик Дельсюк (CNRS, Университет Монпелье).
"Исключительные результаты требуют исключительной проверки, — добавил Росс Д. Э. Макфи (Американский музей естественной истории). — Поэтому мы договорились с журналами о одновременной публикации наших статей, чтобы подчеркнуть, что подтверждение — важнейшая часть хорошей науки".
Для своей работы командам пришлось собрать молекулярную информацию не только от двух родов современных древесных ленивцев — Choloepus (двупалые ленивцы, унау) и Bradypus (трехпалые ленивцы, аи), — но и от широкого спектра вымерших форм, включая гигантских наземных ленивцев.
- Команда Дельсюка нацелилась на митохондриальную ДНК, извлеченную из хорошо сохранившихся ископаемых материалов.
- Команда Прессли и Макфи проанализировала белок коллаген. Палеопротеомика — относительно новое поле, но коллаген 1-го типа ("костный") становится все более важным источником информации в палеонтологии млекопитающих, поскольку он разрушается медленнее, чем ДНК, и составляет 80-90% органической фракции кости.
Таким образом, два исследования охватили обе части генома — ядерную (через белок) и митохондриальную.
"Структурные белки, такие как коллаген, потенциально сохраняются гораздо, гораздо дольше после смерти, чем относительно хрупкая молекула ДНК, — сказала Саманта Прессли, ведущий автор статьи в Nature Ecology & Evolution. — Это означает, что ученые могут извлекать и интерпретировать белковые данные из широкого спектра вымерших видов, далеко за пределами текущих возможностей древней ДНК".
В данном исследовании самый старый успешно проанализированный образец коллагена датируется возрастом от 120 000 до 400 000 лет.
Ключевые выводы, меняющие классификацию
Трехпалые ленивцы (Bradypus) долгое время считались настолько анатомически отличными, что их помещали на отдельную эволюционную ветвь. Молекулярные данные (и митохондриальные, и белковые) показывают, что это неверно: Bradypus уверенно входит в группу Megatherioidea, которая также включала крупнейшего из всех ленивцев — наземного гиганта Megatherium.
Двупалые ленивцы (Choloepus) оказались членами другой крупной группы — Mylodontoidea, хотя ранее их помещали в семейство Megalonychidae, которое включало вымершего североамериканского наземного ленивца Megalonyx.
Вест-Индские ленивцы (Megalocnidae) отделились от предка как мегатериоидов, так и милодонтоидов более 30 миллионов лет назад. Это делает их ближайшими родственниками или сестринской группой для всех остальных ленивцев, тогда как ранее их считали мелкой, поздно развившейся группой внутри мегатериоидов.
Megalonyx, ранее считавшийся близким родственником двупалого ленивца, по молекулярным данным оказался более тесно связан с трехпалым ленивцем.
"Объединенные молекулярные результаты удивительны во многих отношениях, — сказал Грэм Слейтер (Чикагский университет), участвовавший в работе над белковым исследованием. — Они не только переписывают классификацию ленивцев, но и предполагают, что многое из того, что мы думали об их эволюции, может быть ошибочным. Мы привыкли считать, что современные ленивцы независимо эволюционировали для жизни на деревьях от наземного предка, но наши результаты предполагают, что базальный, или предковый, ленивец мог чувствовать себя как дома и там, и там".
"Хотя молекулярные результаты противоречат текущим палеонтологическим взглядам, основанным на анатомических особенностях, история жизни может быть только одна, — заключил Росс Макфи. — Теперь задача состоит в том, чтобы согласовать эти различные методы вывода, а это означает гораздо больше работы для всех. Мы многому научимся, и это захватывающе".