Биологи выделили древнюю ДНК насекомых из мусорных куч лесных хомяков
Команда биологов выделила и секвенировала ДНК насекомых из древних мусорных куч лесных хомяков (Neotoma) из Северной Америки. Возраст самого старого образца — примерно 34355 лет. Это одна из немногих работ по изучению древней ДНК насекомых. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.
Генетический материал может сохраняться в субфоссильных остатках организмов в течение сотен тысяч лет. Самая старая ДНК, которую удалось выделить и секвенировать, — ДНК мамонта возрастом более миллиона лет. Изучение древней ДНК позволяет выявить особенности биологии и родственные связи вымерших организмов. Большинство подобных исследований посвящено древней ДНК млекопитающих, в том числе и человека. К примеру, недавно палеогенетики выделили ДНК волка, зубра и человека, чьи остатки были найдены в отложениях возрастом 25 тысяч лет. Но есть исследования древней ДНК и других групп организмов, в частности птиц, бактерий и вирусов.
Изучению древней ДНК насекомых посвящено мало работ. Практически во всех этих исследованиях анализ генетического материала позволял определить лишь таксоны высокого ранга. Определение до вида известно только из одной работы, в которой были исследованы 400-летние остатки вымершего вида саранчи Melanoplus spretus.
Древняя ДНК насекомых слабо изучена из-за отсутствия подходящего субфоссильного материала — остатки насекомых сохраняются хуже, чем остатки позвоночных. Чаще всего пригодные для анализа древней ДНК субфоссилии сохраняются в местах с холодным климатом. Однако и в более теплых регионах есть хороший источник субфоссильных остатков — мусорные кучи некоторых небольших млекопитающих.
От редактора
В английском языке для мусорных куч животных используется археологический термин midden (свалка пищевых отходов). Этим словом называют как просто кучи экскрементов, которые откладываются в одном и том же месте (например, у даманов), так и кучи, сформированные из остатков добычи (например, у осьминогов), а также кучи, которые формируются из того и другого (у некоторых грызунов).
У североамериканских лесных хомяков (Neotoma) мусорные кучи формируются из гнездового материала, остатков пищи и фекалий. Все это скрепляется мочой, которая кристаллизуется и защищает кучи от разложения. Гнездо может использоваться лесными хомяками на протяжении тысяч лет и, следовательно, служит отличным источником субфоссилий различных организмов. Древнюю ДНК насекомых из мусорных куч грызунов уже изучали, однако ученым не удалось определить насекомых до вида.
Аарон Смит (Aaron D. Smith) из Университета Пердью в Индиане и его коллеги из Германии, Польши и США решили изучить древнюю ДНК насекомых из гнезд лесных хомяков. Исследователи собрали образцы субфоссильных мусорных куч грызунов в национальном парке Джошуа-Три (Калифорния, США) и на восточных склонах хребта Сьерра-де-Хуарес (Нижняя Калифорния, Мексика). С помощью радиоуглеродного датирования ученые определили возраст мусорных куч — от 1615 до 34355 лет.
Затем биологи извлекли субфоссильные остатки насекомых (в основном конечности) и по их морфологии определили, что перед ними жуки из семейства чернотелок (Tenebrionidae). Большинство образцов исследователи отнесли к виду Philolithus actuosus, который и сейчас обитает в Северной Америке, в том числе в парке Джошуа-Три. Ученые выделили ДНК из субфоссилий, после чего секвенировали митохондриальный геном и ядерную рибосомную ДНК (28S). Также Смит с коллегами выделили ДНК из музейных образцов и современных чернотелок, а затем провели филогенетический анализ, который подтвердил, что образцы из парка Джошуа-Три относятся к виду P. actuosus. Однако секвенированные последовательности ДНК образцов из Сьерра-де-Хуарес не удалось обработать.
Авторы работы отмечают, что насекомые играют большую роль в экосистемах, поэтому изучение древней ДНК этих организмов из мусорных куч грызунов позволит понять, как менялись экосистемы на протяжении тысячелетий.
Недавно мы рассказывали о том, что ученые выделили древнюю ДНК из субфоссилий рогатого крокодила Voay robustus из Мадагаскара. Изучение выделенного генетического материала позволило выяснить родственные связи этого крокодила.
Семён Морозов
Вероятно, рептилия заразилась разнообразными паразитами от добычи
Палеонтологи обнаружили в копролите фитозавра возрастом 208,5-237 миллионов лет, который был найден на территории Таиланда, яйца четырех таксонов аскарид и ооцисты кокцидий. Таким образом, уже в позднем триасе некоторые животные были заражены сразу несколькими видами паразитов. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала PLoS One. Копролиты, то есть ископаемые и субфоссильные фекалии, служат ценным источником информации для палеонтологов. По ним можно судить о рационе древних животных, особенностях их пищеварения и мучивших их паразитах. Например, несколько лет назад исследователи обнаружили в копролитах гигантских ленивцев возрастом 11-14 тысяч лет яйца нематод, ленточных червей и дигенетических сосальщиков. А их коллегам удалось выделить ДНК паразита из окаменевшего кала пумы, который был оставлен около 17 тысяч лет Паразитов находили и в гораздо более древних образцах, например, в копролитах цинодонтов возрастом около 240 миллионов лет и копролитах акул возрастом 270 миллионов лет. Похожее открытие сделела команда палеонтологов под руководством Тханита Нонсрирача (Thanit Nonsrirach) из Махасаракхамского университета. В центре внимания исследователей оказался копролит позвоночного животного длиной около 70 миллиметров, который был обнаружен в 2010 году на позднетриасовой формации Хуай-Хин-Лат на северо-востоке Таиланда. Возраст находки составил 208,5-237 миллионов лет. В позднем триасе на месте формации Хуай-Хин-Лат располагался пресный или солоноватый водоем, населенный хрящевыми и двоякодышащими рыбами, земноводными, примитивными черепахами и арозавроморфами фитозаврами (Phytosauria), которые внешним видом и образом жизни напоминали крокодилов. Вероятно, копролит был оставлен представителем какого-то вида фитозавров или похожей полуводной хищной рептилией. На это указывают форма образца, который напоминает изогнутый цилиндр, и отсутствие в нем остатков добычи. При изучении среза копролита Нонсрирач и его коллеги обнаружили шесть сферических и эллипсоидных включений длиной от 50 до 150 микрометров. Их разделили на пять морфотипов в соответствии с формой и размером. По мнению авторов, включения представляют собой остатки паразитических организмов: яйца четырех таксонов нематод из отряда Ascaridida (в том числе с эмбрионами внутри) и ооцисты паразитических протистов из подкласса кокцидий (Coccidia). Возможно, после дополнительного анализа они станут основой для описания новых видов. Результаты исследования демонстрируют, что уже в позднем триасе некоторые животные были заражены сразу множеством видов паразитических организмов. Высокое разнообразие паразитов в копролите фитозавра авторы объясняют тем, что он получил благодаря тому, что поедал разных жертв: рыб, амфибий и рептилий. Ранее мы рассказывали о том, как палеонтологи описали новый вид аллигаторов, который жил на территории Таиланда около 230 тысяч лет назад. Он получил название Alligator munensis.