Пошкоджена ДНК відкрила дві вимерлі лінії гігантських черепах

Як пошкоджена ДНК розповідає про минуле

Давня або сильно пошкоджена ДНК — постійний виклик для вчених, які вивчають вимерлі види. З часом генетичний матеріал розпадається на безліч фрагментів, залишаючи великі прогалини. Це ускладнює відновлення родинних зв’язків між окремими особинами та популяціями.

Команда під керівництвом Александера Очоа (Alexander Ochoa), тоді ще науковця кафедри екології та еволюційної біології Єля, розробила обчислювальний підхід, який дозволяє отримувати еволюційну інформацію навіть із таких неповних геномів, не вимагаючи більш цілісних зразків ДНК.

Очоа пояснює, що головна складність полягала в тому, щоб відновити генетичні зв’язки вимерлих галапагоських гігантських черепах, знаючи, що ДНК з музейних зразків буде сильно деградованою, фрагментованою та з високою часткою забруднення стороннім матеріалом.

Робота виконувалася в лабораторії Адалджизи Какконе (Adalgisa Caccone), старшої наукової співробітниці та викладачки Єля, яка багато років досліджує генетичне різноманіття галапагоських гігантських черепах.

Фрагменти кісток і дві втрачені лінії

Дослідники виділили ДНК із висушених кісток із історичних музейних колекцій. Серед них було п’ять зразків, що представляли дві вимерлі лінії черепах. Отримані фрагменти генетичного коду вони «наклали» на еталонне філогенетичне дерево — схему, яка відображає еволюційні зв’язки між видами та популяціями.

Еталонне дерево було побудоване на основі високоякісних геномів сучасних галапагоських черепах і деяких інших історичних зразків. Воно слугувало каркасом, до якого можна було «прикріпити» сильно пошкоджені послідовності та з’ясувати, де саме в еволюційній історії вони розташовуються.

У частини досліджених зразків можна було прочитати менше ніж 1% геному. Зазвичай такі дані відкидають, адже великі прогалини можуть спотворювати оцінку еволюційних зв’язків. Однак, поєднавши кілька обчислювальних інструментів, команда змогла надійно віднести деякі зразки до вимерлих ліній островів Сан-Крістобаль і Санта-Фе.

Вимерлі геноми, що живуть у гібридах

За словами Очоа, ці дві лінії є окремими еволюційними гілками. Зв’язок між ними та сучасними популяціями може мати важливе значення для програм збереження галапагоських черепах по всьому архіпелагу.

Історично моряки перевозили галапагоських черепах між островами як живий вантаж і джерело їжі. Частина таких тварин виживала й схрещувалася з місцевими черепахами. Через ці людські переміщення генетичний матеріал вимерлих ліній може й досі зберігатися в сучасних гібридних популяціях.

Очоа зазначає, що програми розведення в неволі, які схрещують таких гібридів, потенційно можуть з часом відновити значну частину геномів вимерлих ліній у наступних поколіннях. Розроблені в цьому дослідженні інструменти корисні не лише для виявлення втрачених ліній, а й можуть бути застосовані ширше — у зусиллях зі збереження різних видів дикої природи.

Результати роботи опубліковані в журналі Proceedings of the Royal Society B під назвою «Integration of ultra-low coverage whole-genome sequences for reconstructing the evolutionary history of Galapagos giant tortoises». Дослідження підтримали кілька природоохоронних фондів і наукових установ, зокрема організації, що займаються охороною біорізноманіття Галапагоських островів.

Пошкоджена ДНК відкрила дві вимерлі лінії гігантських черепах з’явилася спочатку на Цікавості.

cikavosti.com