Беспрецедентный геномный анализ с данными по 103 видам и 44 ископаемым перенёс происхождение летучих мышей в Европу, 65 млн лет назад. Исследование, опубликованное в журнале «Nature» при участии CSIC, также датирует появление полёта и эхолокации.
На протяжении десятилетий считалось, что летучие мыши появились в Азии, Африке или где‑то в Америке. Новое исследование заставляет пересмотреть эту версию. По данным его авторов, этот эволюционный род берёт начало около 65 миллионов лет назад в Европе, откуда летучие мыши со временем распространились по всему миру. То есть самая ранняя известная нам разновидность летучих мышей относится ещё к эпохе динозавров.
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Это исследование, крупнейшее из проведённых на сегодняшний день для этой группы млекопитающих, объединяет секвенирование генома 103 видов с анализом 44 ископаемых образцов. Работа выполнена в рамках проекта Bat1K, международного консорциума, который собирает геномные данные о летучих мышах, и опубликована в журнале Nature (источник на испанском языке). В ней участвовали и испанские учёные из Национального музея естественных наук (MNCN-CSIC) и Гранадского университета.
Исмаэль Гальван, исследователь из MNCN, так описывает масштаб работы: впервые полностью реконструирован геном летучего млекопитающего, и этот ресурс даёт научному сообществу надёжную основу для поиска генов, которые отвечают за наиболее необычные черты этих животных. По его словам, подобные исследования со временем могут дать полезные данные для изучения старения, иммунитета и устойчивости к заболеваниям у человека.
Профессор Лилиана М. Давалос из Университета Стони-Брук отмечает, что использованный метод, при котором эволюция ископаемых и ныне живущих видов моделируется одновременно, позволяет сделать то, чего раньше добиться не удавалось: точно определить положение древнейшей группы ископаемых летучих мышей с учётом геномных данных и тем самым установить, когда и где возникла эта линия. Результаты показывают, что первые потомки европейской популяции расселились в Африку, образовав евроафриканский центр, из которого летучие мыши впоследствии проникли в Азию, Америку и Австралию.
Полёт и эхолокация присутствовали с самого начала
Одна из ключевых находок авторов заключается в том, что активный машущий полёт и эхолокация, два определяющих признака биологии летучих мышей, возникли не на поздних этапах эволюции, а уже вблизи её истоков.
Положение ископаемых остатков рода Vielasia, который считается предком современных летучих мышей, на самой древней ветви эволюционного дерева подтверждает этот вывод и помогает объяснить эволюционный успех группы на протяжении 65 миллионов лет.
Михаэль Хиллер из Института Зенкенберга во Франкфурте описывает использованный подход: методы новейшего секвенирования ДНК в сочетании с вычислительными инструментами, которые позволяют получать и сравнивать геномы, выявлять входящие в них гены и сопоставлять эти данные с 44 ископаемыми образцами, найденными в разных регионах мира.
В результате, поясняет профессор Эмма Тилинг из Университета колледжа Дублина, получено устойчивое филогенетическое дерево после десятилетий исследований, выводы которых часто противоречили друг другу.
Для формирования полного набора образцов учёным пришлось обратиться к малоизученным видам, обитающим в удалённых регионах: карликовой шмелевой летучей мыши из Таиланда и Мьянмы, одному из самых маленьких млекопитающих на Земле; летучей мыши с присосками на ступнях с Мадагаскара, способной удерживаться на гладких листьях благодаря этим присоскам; а также малой короткохвостой летучей мыши, эндемичной для Новой Зеландии, которая использует сложенные крылья как передние конечности, чтобы перемещаться по лесной подстилке.
Ресурс с последствиями, выходящими за рамки зоологии
Сейчас известно более 1 500 видов летучих мышей по всему миру, и они составляют пятую часть всех живущих млекопитающих. Их роль в экосистемах значительна: они опыляют растения, рассеивают семена и регулируют численность насекомых.
К этому добавляется ещё одна особенность, особенно интересующая биомедицину: высокая устойчивость к заболеваниям и неожиданно долгий срок жизни для животных такого размера.
Профессор Дэвид Рэй из Технологического университета Техаса подчёркивает, что объём собранных данных позволит исследователям отслеживать геномные вариации, начиная от изменений одной нуклеотидной базы и заканчивая отсутствием целых участков ДНК в одном эволюционном ряду по сравнению с другим.
Эти различия, добавляет он, частично объясняют огромное разнообразие современных летучих мышей и происхождение их уникальных свойств, а созданная база данных имеет значение, которое выходит далеко за пределы изучения этой группы млекопитающих.