Скрыто в зубах: анализ ДНК показал, что эти львы XIX века охотились на людей и жирафов

В 1898 году два льва-самца терроризировали лагерь строителей моста на реке Цаво в Кении. Массивные и безгривые львы проникали в лагерь ночью, нападали на палатки и утаскивали жертв. Печально известные людоеды из Цаво убили не менее 28 человек, прежде чем их застрелил руководитель проекта, инженер-строитель подполковник Джон Генри Паттерсон. В 1925 году Паттерсон продал останки львов Музею естественной истории Филда в Чикаго.

В новом исследовании ученые музея Филда совместно с коллегами из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне провели углубленный анализ волос, аккуратно извлеченных из сломанных зубов львов. В работе использовались микроскопия и геномика для идентификации некоторых видов, которых потребляли львы. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Обнаружение и предварительный анализ

Первоначальное обнаружение волос произошло в начале 1990-х годов, когда куратор коллекций музея Филда Томас Гноске нашел черепа львов в хранилище и исследовал их на предмет следов их рациона. Он первым определил, что это были взрослые самцы, несмотря на отсутствие гривы, и заметил, что тысячи сломанных и спрессованных волос накопились в обнаженных полостях поврежденных зубов львов за время их жизни.

В 2001 году Гноске и Джулиан Кербис Питерханс из Университета Рузвельта и музея Филда впервые сообщили о поврежденном состоянии зубов — которое, по их гипотезе, могло способствовать охоте львов на людей — и о наличии волос, вросших в сломанные и частично зажившие зубы. Предварительный анализ некоторых волос показал, что они принадлежали канне, импале, ориксу, дикобразу, бородавочнику и зебре.

Новое исследование: микроскопия и геномика

В новом исследовании Гноске и Питерханс способствовали новому изучению части волос. Соавторы Огето Мвеби из Национальных музеев Кении и Ндухиу Гитахи из Университета Найроби провели микроскопический анализ волос.

Постдокторант Университета Иллинойса Алида де Фламинх под руководством профессора антропологии Рипана С. Малхи провела геномное исследование волос. Они сосредоточились на отдельной выборке из четырех отдельных волос и трех пучков волос, извлеченных из зубов львов.

Методология: анализ древней ДНК

Де Фламинх сначала обнаружила характерные признаки деградации ДНК, связанной с возрастом, в остатках ядерной ДНК из волос. Это подтвердило подлинность образцов как древней ДНК.

Затем исследователи сфокусировались на митохондриальной ДНК (мтДНК), которая наследуется по материнской линии. Волосы хорошо сохраняют мтДНК и защищают ее от внешнего загрязнения, а мтДНК в клетках гораздо больше, чем ядерной ДНК.

Команда создала базу данных мтДНК-профилей потенциальных видов добычи и сравнила ее с профилями, полученными из волос. Учитывались виды, указанные в более раннем анализе, и те, которые были известны в Цаво во время жизни львов.

Были разработаны методы экстракции и анализа мтДНК из фрагментов волос. «Нам даже удалось получить ДНК из фрагментов, которые были короче ногтя на мизинце», — отметила де Фламинх.

Результаты: диета и происхождение львов

Анализ ДНК волос идентифицировал в качестве добычи: жирафа, человека, орикса, водяного козла, гну и зебру, а также обнаружил волосы, принадлежащие самим львам.

• Происхождение львов: Львы имели одинаковый митохондриальный геном, унаследованный от матери, что подтверждает ранние теории о том, что они были братьями. Их мтДНК также соответствовала происхождению из Кении или Танзании.
• Состав диеты: Львы съели по крайней мере двух жирафов, а также зебру, которая, вероятно, происходила из региона Цаво.
• Неожиданная находка: Обнаружение мтДНК гну стало неожиданностью, поскольку ближайшая популяция гну в конце 1890-х годов находилась примерно в 80 км (50 милях) от места событий. Однако исторические отчеты отмечают, что львы покидали регион Цаво примерно на шесть месяцев, прежде чем возобновить нападения на лагерь строителей.
• Отсутствие буйвола: Отсутствие ДНК буйвола и наличие лишь одного волоса буйвола (идентифицированного с помощью микроскопии) было удивительным, поскольку сегодня буйволы — предпочитаемая добыча львов в Цаво. Питерханс объяснил это тем, что в то время популяции крупного рогатого скота и буйволов в этой части Африки были опустошены чумой крупного рогатого скота (rinderpest), высококонтагиозным вирусным заболеванием, занесенным в Африку из Индии к началу 1880-х годов.
• Человеческие останки: Митогеном человеческого волоса имеет широкое географическое распространение. Ученые сознательно отказались от его дальнейшего описания или анализа в данном исследовании, чтобы практиковать ответственную и этичную науку, и используют методы, ориентированные на сообщества, для изучения человеческого аспекта проекта.

Значение и перспективы

Новые данные значительно расширяют спектр информации, которую можно извлечь из черепов и волос прошлого. «Теперь мы знаем, что можем реконструировать полные митохондриальные геномы из отдельных фрагментов волос львов, которым более 100 лет», — заявила де Фламинх.

Поскольку в зубах львов были впрессованы тысячи волос за период в несколько лет, дальнейшие анализы позволят ученым хотя бы частично реконструировать рацион львов во времени и, возможно, определить, когда у них началась привычка охотиться на людей.