Зоологи реконструировали происхождение норвежских леммингов, которые обитают в Скандинавии и на Кольском полуострове. Оказалось, что эти грызуны отделились от родственных им западных сибирских леммингов перед максимумом последнего оледенения, 34-36,4 тысячи лет назад. Таким образом, норвежский лемминг оказался одним из самых молодых видов млекопитающих. Ученые также выявили гены, которые отвечают за отличительные черты этого грызуна, в числе которых яркая окраска и агрессивное поведение по отношению к хищникам. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
К роду настоящих леммингов (Lemmus)
Леммингами также называют представителей родов копытных (Dicrostonyx), лесных (Myopus) и болотных леммингов (Synaptomys).
несколько видов мелких грызунов, которые обитают в тундре, лесотундре и тайге на севере Евразии и Северной Америки. Они широко известны благодаря популяционным циклам, в ходе которых их численность раз в три-четыре года достигает пика и затем резко сокращается. Поскольку настоящие лемминги служат одним из главных источников пищи для разнообразных млекопитающих и птиц, от их обилия зависят успех размножения и благополучие множества других видов.
Реконструкции, основанные на ископаемых образцах и анализе митохондриального генома, свидетельствуют, что род настоящих леммингов возник и начал разделяться на отдельные виды в начале или середине плейстоцена. При этом самым молодым из настоящих леммингов считается норвежский (L. lemmus), который населяет Скандинавию и Кольский полуостров. Вероятно, этот вид разошелся с ближайшим родственником, сибирским леммингом (L. sibiricus), от которого он отличается яркой окраской и склонностью агрессивно защищаться от хищников, перед максимумом последнего оледенения (19-26,5 тысяч лет назад). А обмен генами между норвежскими и сибирскими леммингами мог продолжаться вплоть до голоцена.
Команда зоологов под руководством Эданы Лорд (Edana Lord) из Центра палеогенетики в Стокгольме решила подробнее изучить происхождение норвежского лемминга. Для этого исследователи собрали его геном, размер которого составил 2,42 миллиарда пар оснований. Они также секвенировали ядерные и митохондриальные геномы пяти норвежских леммингов; двух сибирских леммингов с запада ареала и одного их сородича с востока ареала; и одного желтобрюхого лемминга (L. trimucronatus). Кроме того, в выборку включили сведения о древних ядерных и митохондриальных геномах двух ископаемых настоящих леммингов из Англии и России возрастом 12573 и 9655 лет соответственно и митохондриальных геномах 55 дополнительных ископаемых экземпляров, датированных поздним плейстоценом.
Проанализировав собранные сведения, Лорд и ее коллеги смогли построить филогенетическое древо для настоящих леммингов (а также установили, что численность всех изученных видов достигала максимума в начале последнего ледникового периода, снизилась в начале голоцена и оставалась стабильной вплоть до нашего времени). Оказалось, что желтобрюхие лемминги разошлись с другими представителями рода 247-308 тысяч лет назад. Затем, 124-149 тысяч лет назад, от общего ствола отделились восточные сибирские лемминги (таким образом, по мнению авторов, восточных и западных сибирских леммингов следует рассматривать в качестве отдельных видов). Наконец, 34-36,4 тысячи лет назад, незадолго до максимума последнего оледенения, произошло разделение норвежских и западных сибирских леммингов. Никаких признаков потока генов между двумя этими видами, вопреки предыдущим предположениям, выявить не удалось.
На следующем этапе исследователи занялись поиском генетических последовательностей, которые отличают норвежских леммингов от родственников. Анализ выявил у современных представителей этого вида 571 уникальную миссенс-мутацию и восемь мутаций, приводящих к потере функций. В общей сложности они затрагивают 490 разных генов. В частности, в 17 из них было обнаружено по меньшей мере по три несинонимичные мутации. Эти гены отвечают за окраску (LYST), развитие глаз и зрение (ATF6), метаболизм жиров (APOB, RELCH, BCO1), размножение, развитие нервной системы и репарацию ДНК. Часть из этих мутаций, судя по всему, отвечают за отличительные особенности норвежских леммингов, такие как яркая окраска и склонность активно защищаться от хищников. Вероятно, закрепление этих признаков произошло за очень короткий срок во время максимума последнего оледенения или в течение голоцена.
Результаты исследования подтверждают предположение о том, что норвежские лемминги отделились от западных сибирских перед максимумом последнего оледенения. Таким образом, этот вид грызунов можно считать одним из самых молодых видов млекопитающих. Исследователи отмечают, что за один год может смениться одно или два поколения леммингов. Таким образом, разделение норвежских и западных сибирских леммингов произошло 34000-68000 поколений назад. Для сравнения, белые (Ursus maritimus) и бурые медведи (U. arctos) разошлись 34000-48000 поколений назад, а гималайские (Budorcas taxicolor) и китайские такины (B. tibetana) — около 25000 поколений назад (хотя далеко не все авторы признают разделение такинов на несколько видов).
Несколько лет назад российские палеонтологи описали первую мумию грызуна из рода настоящих леммингов, сохранившую с плейстоцена. По оценкам исследователей, ей более 40 тысяч лет. Внутренние органы животного не сохранились, зато уцелели скелет и зубы, что позволило определить его родовую принадлежность.