Лига Палеонтологии

Образно говоря, Нобелевскую премию сейчас получили человек денисовский и человек неандертальский. Но это будет уж слишком образно — всё-таки сами по себе денисовцы и неандертальцы никакими научными достижениями не славятся, да и вымерли они давным-давно. Зато они позволяют многое узнать об эволюции человека, и премию дали одному из самых выдающихся исследователей в этой области Сванте Пеэбо (Svante Pääbo) — именно благодаря его работам удалось прочитать геном неандертальца, а список видов Homo пополнился человеком денисовским. Нобелевским лауреатом Пеэбо стал за то, что сумел найти подход к доисторической ДНК, создав тем самым отдельную научную дисциплину — палеогеномику.

Неандертальцы, денисовцы и другие виды людей дошли до нас в виде разрозненных останков. Возраст останков определять давно научились, и, сравнивая их между собой, можно восстановить какие-то этапы человеческой эволюции.

Достаточно давно удалось установить, что человек разумный сформировался в Африке около 300 тыс. лет назад, а человек неандертальский появился около 400 тыс. лет назад в Европе и Передней Азии, и что около 70 тыс. лет назад человек разумный начал расселяться из Африки по другим частям света, встретил неандертальца, и какое-то время оба вида существовали бок о бок.

Какие-то подробности об их сосуществовании оставались неизвестны, хотя гипотезы были разные. Оба человека могли на дух не переносить друг друга, а могли спариваться и давать гибридное и вполне плодовитое потомство — не такое уж редкое явление в дикой природе.

Как мы знаем, человек разумный и человек неандертальский действительно скрещивались, и генетические последствия этого скрещивания достались нам, современным людям. Чтобы найти у нас следы неандертальского генома, нужно было бы проанализировать ДНК из костей неандертальцев. ДНК довольно стойкая молекула, но стойкость её относительна, и если в костях возрастом несколько десятков тысяч лет мы обнаруживаем ДНК, она часто оказывается сильно фрагментированной и модифицированной. Кроме того, её там мало, и она смешана с ДНК бактерий, растений, животных, грибов и т. д.

То есть кусочки доисторической ДНК людей нужно так прочитать (или просеквенировать), чтобы не спутать её с ДНК других живых существ, и чтобы на выходе у нас получился более или менее связный генетический текст, который можно сравнить с геномом современных людей. Именно это и удалось сделать Сванте Пеэбо и его коллегам.

Поначалу всё начиналось с ДНК митохондрий. Она содержит намного меньше генов, чем главная ДНК в клеточном ядре, но зато митохондрий в клетке очень много, и митохондриальная ДНК, соответственно, есть во многих копиях. По митохондриальной ДНК из сорокатысячелетних неандертальских останков удалось понять, что неандертальцы отличаются генетически как от современных людей, так и от шимпанзе.

Зуб денисовского человека

Дальнейшее усовершенствование методов чтения древней ДНК позволило перейти от митохондриальной ДНК к ядерной. К 2010 году Пеэбо с коллегами сумели прочитать неандертальский геном — настолько, чтобы стало возможным подробнее оценить взаимоотношения человека неандертальского и человека разумного. Одним из главных открытий стали те самые следы неандертальской ДНК в геноме современных людей. Её долю оценивают по-разному, но в целом считается, что неандертальской ДНК у нас 1–4% (хотя кто-то говорит и о 20%).

Если от неандертальцев до нас дошли многочисленные и порой весьма сохранные останки, то денисовского человека определили всего лишь по одной фаланге пальца, которую нашли в 2008 г. в Денисовой пещере на Алтае (сейчас останков денисовцев из разных частей света прибавилось, но они пока всё так же немногочисленны). ДНК в фаланге пальца оказалась на удивление сохранной, и, прочтя её, исследователи (то есть тот же Пеэбо с коллегами) поняли, что перед ними новый вид Homo. Денисовцы, как и неандертальцы, тоже «наследили» в геноме современных людей: у выходцев из Меланезии и Юго-Восточной Азии можно найти до 6% денисовской ДНК. Получается, что человек разумный, выйдя из Африки, столкнулся с двумя кузенами: человеком неандертальским в западной части Евразии и человеком денисовским в восточной части Евразии.

Многие из работ Сванте Пеэбо выполнены в теснейшем сотрудничестве с Российской академией наук. Но хотя премию ему вручили за открытия в области эволюции человека, нетрудно понять, что умение целенаправленно анализировать древнюю ДНК может пригодиться в самых разных научных областях.

По материалам Нобелевского комитета

Например, наличие ходульных корней, развитие цветков прямо на стволе (каулифлория) указывает на тропический климат. А годичные кольца и листовые кровли (скопления множества листьев в одном слое) могут свидетельствовать о сезонности климата.

Также давно отмечена связь между особенностями листьев древовидных покрытосеменных и условиями увлажнения. В тропической зоне, характеризующейся огромным количеством осадков, деревья имеют большие листья с цельным краем. В более сухих условиях встречаются деревья, чьи листья мельче, а край зубчатый.

Эта связь легла в основу метода количественного расчёта основных палеоклиматических параметров, получившего название Climate Leaf Analysis Multivariate Program (CLAMP).

Такой подход был разработан в 1993 году Джеком Вольфом, который собрал данные о характеристиках листьев разных видов древесных двудольных, произрастающих в районе метеостанций.

Он выделил ряд характеристик листьев, которые сильнее всего связаны с климатическими параметрами. В ходе исследований было показано, что такая связь существует не только для современных, но и для ископаемых растений.

В результате данной работы был получен алгоритм, позволяющий на основе анализа листьев ископаемых растений, найденных в определённом месте, рассчитать климатические параметры, при которых данные растения жили. CLAMP-анализ применим начиная со второй половины мела, когда цветковые приобрели широкое распространение.

Другим методом расчёта палеоклиматических параметров кайнозоя является Coexistence Approach. Он основан на предположении, что вымершие виды растений имеют те же климатические предпочтения, что и их ближайшие живые родственники.

Данный метод хорошо работает для относительно недавнего геологического прошлого. Но для более древних времён он применим плохо, поскольку экологические предпочтения растений могли существенно измениться. Например, современные платаны могут расти как в условиях речных долин, так и в достаточно сухих районах, а в каком режиме увлажнения нуждались древние представители данного рода, не совсем понятно.

Хвощи, цикадофите, гингковые и хвойные входящие в состав каканаутской флоры. Фото автора.

Приведу свой практический пример исследования климатических условий, проведённого на основе анализа ископаемых растений. На Чукотке из каканаутского местонахождения, датируемого самым концом мелового периода, известны находки динозавров и ископаемых растений.

Покрытосеменные каканаутской флоры. Фото автора.

Мы с коллегами изучили состав каканаутской флоры и провели её исследование по методу CLAMP. В результате удалось рассчитать 23 основных климатических показателя. В рассматриваемом районе климат был умеренным морским с тёплым влажным летом и умерено холодной зимой.

В зимние месяцы температура могла приближаться к нулевой отметке.

Сходные данные о климатических условиях, существовавших на Аляске в конце позднего мела, были получены и нашими коллегами, которые также анализировали ископаемые растения, найденные вместе с динозаврами. Таким образом, исследования растений позволяют получить представление об условиях, в которых жили динозавры в северных регионах.

Разнообразие листьев древесных двудольных каканаутской флоры.

Автор сообщества биореактор: Золина Анастасия

Используемая литература:

Zolina А.А.,Golovneva L.B., Spicer R.A. 2020. Latest Cretaceous (Maastrichtian) climate of the Koryak Upland of North-East Russia based on a quantitative analysis of a palaeo-polar flora. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 560.

Mosbrugger, V., Utescher, T., 1997. The Coexistence Approach - a method for quantitative reconstructions of Tertiary terrestrial palaeoclimate data using plant fossils. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 134, 61 –86.

Spicer, R.A., Herman, A.B., 2010. The Late Cretaceous Environment of the Arctic: a quantitative reassessment using plant fossils. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 295, 423–442.

Tomsich, C.S., McCarthy, P.J., Fowell, S.J., Sunderlin, D., 2010. Paleofloristic and paleoenvironmental information from a Late Cretaceous(Maastrichtian) flora of the lower Cantwell Formation near Sable Mountain, Denali National Park, Alaska. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 295 (3), 389–408.

Wolfe, J.A., 1993. A method of obtaining climatic parameters from leaf assemblages: United States. In: Geological Survey Bulletin. US Geol. Surv. Bull. 2040, pp. 1–73.

#Заметка@inbioreactor

#Золина@inbioreactor

Редактура: #operkfs@inbioreactor

Внешне животное напоминает современных слонов - это мощная зверюга со столбоподобными ногами. Некоторые виды в холке способны достигать четырех метров в высоту. Помимо высокого роста главными отличительными признаками дейнотерия от слона являются заметно более гибкая шея, грациозные и стройные конечности, приспособленные к подвижному образу жизни.

Следует отметить и то, что данное слоноподобное имеет не очень длинный, но толстый и мускулистый хобот, а также бивни, которые загибаются вниз и назад. Кроме того, его бивни растут не из верхней челюсти, как у слонов, а из нижней.

В среднем миоцене дейнотерий является широко распространенным родом животных. Представители рода простираются от Восточной Африки на юг до Европы и на восток до Индийского субконтинента.

Эти хоботные любят путешествовать в густых зарослях растительности и не часто выходят в зону лугов и других открытых пространств. Питаются они в основном листьями и свои нижние бивни используют, скорее всего, для удаления ветвей, которые мешают их питанию. С помощью своего хобота дейнотерии транспортируют вкусные и сочные листья к себе в рот.

После этого можно наблюдать, как дейнотерии двигают своим мощным языком из стороны в сторону, чтобы глубже протолкнуть свою пищу внутрь.

К слову не все представители едят только листья.

Так, в доисторической Азии можно встретить 𝘿. 𝙞𝙣𝙙𝙞𝙘𝙪𝙢, который обитает в тропических джунглях и ест помимо листьев ещё и фрукты. Челюсти зверя отлично для этого приспособлены, ведь имеют зубы, похожие на таковые у современных тапиров - животных, которые любят употреблять в пищу вкусные и сочные плоды различных деревьев.К сожалению, в раннем плейстоцене в местах обитания этих хоботных лесные массивы сменяются открытыми лугами и потому этот вид уже обречён на вымирание.

Нашему палеоиллюстратору Виталию Ершову небывалым трудом удалось раздобыть архивное фото, на котором работница зоопарка прямо из рук предлагает дейнотерию выпить чашечку кофе.

Мы крайне не рекомендуем кормить данных животных таким образом, ибо говорят, что оно обладает буйным нравом, но это не точно.

P.s. Наш дзен:

https://dzen.ru/id/6309229a98f36728dd8046f0

#Шуточный_пост@inbioreactor

#Заметка@inbioreactor

Текст: #Ефимов@inbioreactor

Редактура: #panda_684@inbioreactor