Каменные медведи оставили ДНК в пещере, открыв новую эру в геномике

Учёные впервые секвенировали древнюю ДНК из почвы. Этот прорыв, сравнимый с "высадкой на Луну" для геномики, позволит изучать эволюцию и изменение климата без необходимости искать окаменелости. Открытие стало возможным благодаря американским чёрным медведям, которые испражнялись в отдалённой пещере в Мексике 16 000 лет назад.

Ключевое достижение

Команда под руководством профессора Эске Виллерслёва из Университета Копенгагена реконструировала геномы животных, растений и бактерий по микроскопическим фрагментам ДНК из отложений в пещере Чикиуит. Результаты опубликованы в журнале Current Biology 19 апреля 2021 года.

Это первое в мире секвенирование древней экологической ДНК (eDNA) из почвы и осадка. Учёные получили полный генетический профиль двух видов медведей:

• Каменного американского чёрного медведя (Ursus americanus).
• Вымершего короткомордого медведя (Arctodus simus), исчезнувшего 12 000 лет назад.

Как это работает

В моче и фекалиях содержатся клетки организма. Фрагменты ДНК из этих клеток могут сохраняться в почве тысячи лет. Используя мощные методы секвенирования, учёные впервые собрали геномы из таких фрагментов.

"Мы показали, что волосы, моча и фекалии предоставляют генетический материал, который в подходящих условиях может сохраняться гораздо дольше 10 000 лет", — говорит профессор Виллерслёв.

Значение открытия

• Революция в поле: Теперь не нужно полагаться на кости или зубы для получения достаточного количества генетического материала.
• Новые знания: Анализ показал, что короткомордые медведи из северной Мексики генетически отличались от популяции чёрных медведей северо-западной Канады.
• Широкие перспективы: Метод позволит изучать эволюцию видов и изменения климата по образцам почвы со стоянок каменного века по всему миру.

"Я не преувеличиваю, когда говорю, что возможность извлечь такую информацию из образца почвы весом в несколько граммов революционизирует нашу область", — заявил первый автор статьи, доцент Миккель Винтер Педерсен.

Контекст: пещера Чикиуит

Пещера расположена на высоте 2750 метров над уровнем моря. Ранее та же группа учёных обнаружила там каменные орудия возрастом 25 000–30 000 лет, что на 15 000 лет раньше предполагаемого заселения Америки. Помимо медведей, в образцах нашли ДНК мышей, грызунов, летучих мышей, полёвок и кенгуровых крыс. Человеческая ДНК пока не обнаружена.