Разгадаха тайната на странните животни на Дарвин

Учените, изглежда, разгадаха еволюционна загадка, която вече две столетия ги измъчва и засяга групи бозайници, наречени от Чарлз Дарвин „най-странните от откриваните някога същества“.

Ново изследване, проведено от специалистите от Американския музей за естествознание, Музея за естествознание в Лондон и Йоркския университет, показва, че т.нар. литоптерни – копитни животни, измрели преди около 10 000 години – всъщност са свързани с такива съвременни бозайници като конете, а не със слоновете, както се смятало по-рано.

Резултатите от изследването, публикувано в изданието Nature, се основават на анализ на белтъчни последователности на изкопаеми останки. Те позволяват на учените да разберат миналото на животните 10 пъти по-точно, отколкото с помощта на ДНК анализ.

„Определянето на мястото на южноамериканските копитни в генеалогичното дърво на бозайниците винаги е било съществен проблем за палеонтолозите, защото анатомията на тези създания представлява странна мозайка. Родство може да им бъде приписано на огромно количество видове, обитаващи навсякъде по Земята“, разказва Рос Макфий, един от авторите на изследването.

„Това е озадачавало Дарвин и колегата му – зоолога Ричар Оуен, в началото на XIX век. Те така и не могли да определят дали тези копитни са били свързани със съвременните слонове, камили или с гигантски гризачи.“

„Костите на тези животни се изучават повече от 180 години – продължава Ян Барнс, ръководител на изследванията в Лондонския музей по естествознание. – Но учените дълго време не могли да стигнат до съгласие за техния произход. С помощта на нашите анализи се постарахме колкото се може по-точно да решим тази задача.“

Учените започнали с изследване на древна ДНК, тоест генетичен материал на изкопаеми останки. Но скоро разбрали, че ДНК не се е съхранила в образците – нейната молекула бързо се разлага в топлите и влажни условия, типични за Южна Америка.

Тогава изследователите преминали към анализ на колагена – белтък, присъстващ в костите на всички животни. Той може да се съхранява милиони години в различни условия.

Връзката на неговия строеж с ДНК е очевидна за учените – химичната структура от аминокиселини, съставящи белтъка, в крайна сметка се определя от специфични последователности, кодирани в ДНК на организма. Специалистите могат да сравняват аминокиселинните съставки на белтъка при различни видове, за да разберат колко близо са свързани помежду си видовете.

„Учените успешно отделят колагеновата последователност от образци на възраст до 4 милиона години – разказва проф. Матю Колинз от Йоркския университет. – Но ако материалът се е съхранявал във вечния мраз (например в Гренландия), то установяването на колагеновата последователност може да стане дори при възраст 10 милиона години.“

Toxodon – същество с тяло на носорог, глава на хипопотам и зъби на гризач. Еволюционно е свързано със съвременните коне, тапири и носорози.
© Peter Schouten/“Biggest, Fiercest, Strangest“/W. Norton Publishers

Учените използвали протеомен анализ за изучаване на 48 фосили на токсодони от вида Toxodon platensis и макрохении от вида Macrauchenia patachonica на 12 000 години. Именно техни останки е открил Дарвин преди 180 години на територията на Уругвай и Аржентина по време на околосветското пътуване на кораба на британския кралски флот „Бигъл“. Макрохениите са приличали на безгърби камили с хоботи на слон, а коксодоните са имали тяло на носорог, глава на хипопотам и зъби на гризач.

„За протеомния анализ сме подбирали само най-запазените образци – разказва водещият автор на изследването на Фридо Уелкер от Йоркския университет. – Благодарение на това успяхме да установим 90% от колагеновата последователност на всеки вид.“

С помощта на съвременни методи на филогенетиката изследователите успели окончателно да докажат, че най-близките съвременни роднини на тези измрели видове са нечифтокопитни – бозайници, включващи коне, носорози и тапири. По такъв начин те може да се отнесат към надразред Laurasiatheria, една от основните групи плацентни бозайници.

Молекулярните сведения потвърждават хипотезата, към която се придържат някои водещи палеонтолози – предците на тези южноамерикански копитни са дошли от Северна Америка преди повече от 60 млн. години, вероятно веднага след масовото измиране, унищожило динозаврите и много гръбначни.

Сега изследователите работят над по-точно установяване на произхода на тези странни животни.