DNA باستانی اسرار گرگ “وحشتناک” را فاش می کند

یک تیم بین المللی از دانشمندان در مجله نیچر گزارش داد که گرگ ترسناک نمادین ماقبل تاریخ، که بیش از ۱۱ هزار سال پیش در لس آنجلس و سایر نقاط قاره آمریکا پرسه می زد، گونه ای متمایز از گرگ خاکستری کمی کوچکتر بود .

این مطالعه که معمایی را که زیست شناسان بیش از ۱۰۰ سال در مورد آن فکر کرده اند را پنهان می کند، توسط محققان دانشگاه UCLA به همراه همکارانی از دانشگاه دورهام در بریتانیا، دانشگاه آدلاید استرالیا و دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان آلمان هدایت شد.

رابرت وین، استاد برجسته دانشگاه UCLA، گفت: “گرگ وحشتناک، نماد افسانه ای لس آنجلس و چاله های تار لا برا، جایگاه خود را در میان گونه های بزرگ و منحصر به فردی که در پایان دوران پلیستوسن منقرض شدند، به دست آورده است.” اکولوژی و زیست شناسی تکاملی و نویسنده ارشد این مطالعه. پلیستوسن که معمولاً عصر یخبندان نامیده می شود، تقریباً ۱۱۷۰۰ سال پیش به پایان رسید.

بیش از ۴۰۰۰ گرگ وحشتناک از چاله های تار La Brea حفاری شده اند، اما دانشمندان اطلاعات کمی در مورد تکامل آنها یا دلایل ناپدید شدن نهایی آنها دارند. گرگ های خاکستری که در گودال های غنی از فسیل نیز یافت می شوند، تا به امروز زنده مانده اند.

آنجلا یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «گرگ‌های وحشتناک همیشه نمادی نمادین از آخرین عصر یخبندان در قاره آمریکا بوده‌اند، اما آنچه ما در مورد تاریخ تکامل آنها می‌دانیم محدود به آن چیزی است که می‌توانیم از اندازه و شکل استخوان‌های آنها ببینیم». پری از دانشگاه دورهام

آن استخوان ها اکنون خیلی چیزهای بیشتری را آشکار می کنند. محققان با استفاده از رویکردهای مولکولی پیشرفته برای تجزیه و تحلیل پنج ژنوم وحشتناک گرگ از استخوان‌های فسیلی که قدمت آن‌ها به ۱۳۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰ سال پیش بازمی‌گردد، برای اولین بار توانستند تاریخچه تکاملی این گوشتخوار منقرض شده را بازسازی کنند.

به طور قابل توجهی، آنها هیچ مدرکی برای جریان ژن بین گرگ های وحشتناک و گرگ های خاکستری آمریکای شمالی یا کایوت ها پیدا نکردند. عدم وجود هرگونه انتقال ژنتیکی نشان می دهد که گرگ های وحشتناک جدا از اجداد عصر یخبندان این گونه های دیگر تکامل یافته اند.

“ما دریافتیم که گرگ وحشتناک با گرگ خاکستری ارتباط نزدیکی ندارد. علاوه بر این، ما نشان داده‌ایم که گرگ وحشتناک هرگز با گرگ خاکستری آمیخته نشده است.

اجداد گرگ خاکستری و کایوت بسیار کوچکتر در اوراسیا تکامل یافته اند و تصور می شود کمتر از ۱٫۳۷ میلیون سال پیش، نسبتاً اخیراً در زمان تکامل، به آمریکای شمالی نقل مکان کرده اند. از سوی دیگر، گرگ وحشتناک، بر اساس تفاوت ژنتیکی اش با آن گونه ها، اکنون اعتقاد بر این است که منشأ آن در قاره آمریکا بوده است.

آخرین مطالعه گفت: «زمانی که ما برای اولین بار این مطالعه را شروع کردیم، فکر می کردیم که گرگ های وحشتناک فقط گرگ های خاکستری هستند، بنابراین از اینکه متوجه شدیم چقدر از نظر ژنتیکی بسیار متفاوت هستند، شگفت زده شدیم، به طوری که احتمالاً نمی توانند با هم تلاقی کنند. نویسنده، لورن فرانتز، استاد دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان و دانشگاه کوئین مری بریتانیا. این باید به این معنی باشد که گرگ های وحشتناک برای مدت طولانی در آمریکای شمالی منزوی شدند تا از نظر ژنتیکی متمایز شوند.

کایرن میچل از دانشگاه آدلاید، یکی از نویسنده‌های اصلی، می‌گوید: «گرگ‌های وحشتناک گاهی اوقات به‌عنوان موجودات افسانه‌ای به تصویر کشیده می‌شوند – گرگ‌های غول‌پیکر در حال پرسه زدن در مناظر تاریک یخ‌زده – اما واقعیت جالب‌تر به نظر می‌رسد.»
گرگ وحشتناک وقتی نوبت به تولید مثل می‌شد، یک «گرگ تنها» بود

زمانی که محدوده جغرافیایی آنها همپوشانی داشته باشد، آمیختگی در میان دودمان گرگ بسیار رایج است. به عنوان مثال، گرگ‌های خاکستری مدرن و کایوت‌ها اغلب در آمریکای شمالی با هم ترکیب می‌شوند. با این حال، محققان با استفاده از مجموعه داده ای که شامل یک گرگ وحشتناک پلیستوسن، ۲۲ گرگ خاکستری و کایوت مدرن آمریکای شمالی و سه سگ باستانی بود، دریافتند که این گرگ وحشتناک با هیچ یک از سایرین آمیخته نشده است – احتمالاً به این دلیل که از نظر ژنتیکی قادر نبوده است. برای تولید مثل با آن گونه ها

یافته‌های ما در مورد هیچ مدرکی مبنی بر جریان ژنی بین گرگ‌های وحشتناک و گرگ‌های خاکستری یا کایوت‌ها، علی‌رغم همپوشانی وسیع دامنه در اواخر پلیستوسن، نشان می‌دهد که جد مشترک گرگ‌های خاکستری و کایوت‌ها احتمالاً در انزوای جغرافیایی از اعضای دودمان وحشی گرگ تکامل یافته است. وین گفت. “این نتیجه با این فرضیه که گرگ های وحشتناک از قاره آمریکا سرچشمه گرفته اند مطابقت دارد.”

فرضیه دیگری در مورد گرگ وحشتناک – که در مطالعه فعلی آزمایش نشده است – مربوط به انقراض آن است. معمولاً تصور می شود که به دلیل اندازه بدنش – بزرگتر از گرگ های خاکستری و کایوت ها – گرگ وحشتناک برای شکار طعمه های بزرگ تخصص بیشتری داشت و قادر به زنده ماندن از انقراض منابع غذایی معمولی خود نبود. موتون که اکنون یک محقق فوق دکترا در دانشگاه لیژ بلژیک است، پیشنهاد کرد که فقدان آمیختگی ممکن است مرگ آن را تسریع کرده باشد.

او گفت: “شاید ناتوانی گرگ وحشتناک در آمیختگی صفات جدید لازم را که ممکن است به آنها اجازه زنده ماندن را بدهد، ارائه نکرده است.”
کشف رمز و راز DNA گرگ وحشتناک

در حالی که توالی گرگ های وحشتناک در این مطالعه هیچ اصل و نسبی از گرگ های خاکستری، کایوت ها یا اجداد اخیر آنها در آمریکای شمالی نداشتند، مقایسه DNA گرگ های وحشتناک با گرگ های خاکستری، کایوت ها و طیف گسترده ای از گونه های گرگ مانند دیگر نشان داد که رابطه تکاملی مشترک اما دور

موتون گفت: “اجداد گرگ های وحشتناک احتمالاً از اجداد گرگ های خاکستری بیش از ۵ میلیون سال پیش جدا شده اند – شگفت انگیز بود که کشف کنیم این واگرایی خیلی زود اتفاق افتاده است.” “این یافته نشان می دهد که این گرگ وحشتناک چقدر خاص و منحصر به فرد بوده است.”

بر اساس تجزیه و تحلیل ژنومی خود، محققان همچنین به این نتیجه رسیدند که سه اصل و نسب اصلی وجود دارد که از اصل و نسب مشترک می‌آیند: گرگ‌های وحشتناک، شغال‌های آفریقایی و گروهی شامل سایر گونه‌های گرگ‌مانند موجود، از جمله گرگ خاکستری.

وین خاطرنشان کرد که گرگ‌های خاکستری که امروزه بیشتر در بیابان‌ها و مناطق دورافتاده آمریکای شمالی زندگی می‌کنند، بیشتر با سگ‌های وحشی آفریقایی و گرگ‌های اتیوپیایی مرتبط هستند تا با گرگ‌های وحشتناک.

این اولین مطالعه ای است که داده های ژنومی را در مورد گرگ های وحشتناک گزارش می کند.

آنالیزهای ژنومی – که در یک تلاش مشترک در UCLA، دانشگاه دورهام، دانشگاه آکسفورد ، دانشگاه آدلاید، دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان و دانشگاه کوئین مری انجام شد – بر روی ژنوم هسته ای و ژنوم میتوکندری متمرکز شد که در بقایای باستانی فراوان است. .

موتون گفت: “کاهش هزینه تجزیه و تحلیل توالی، علاوه بر پیشرفته ترین روش های بیولوژی مولکولی برای مواد بسیار تخریب شده، به ما امکان می دهد DNA را از فسیل ها بازیابی کنیم.” آنالیزهای ژنومی DNA باستانی ابزاری باورنکردنی برای درک بهتر تاریخ تکامل گونه‌های باستانی و منقرض شده است.

مرجع: «گرگ‌های وحشتناک آخرین دودمان سگ‌های باستانی دنیای جدید بودند» اثر آنجلا آر پری، کایرن جی میچل، آلیس موتون، ساندرا آلوارز-کارترو، آردرن هولم-بیمن، جیمز هایل، الکساندرا جیمیسون، جولی میخن، آدری تی لین، بلین دبلیو. شوبرت، کارلی امین، اکاترینا ای. آنتیپینا، پر بوور، سلینا بریس، آلبرتو کارماگنینی، کریستین کارئو، خوزه آ. سامانیگو کاسترویتا، جیمز سی چترز، کیت دابنی، ماریو دوس ریس، آلوون اوین، فیلیپ گوبرت، شیام گوپالاکریشنان، گراهام گوور، هالی هاینیگر، کریستوفر ام. هلگن، جاش کاپ، پاول آ. کوسینتسف، آنا لیندرهولم، اندرو تی. اوزگا، سامانتا پرسلی، الکساندر تی سالیس، ندا اف سارمی، کالین شو، کاترین اسکری، دیمیتری ای. تاراننکو، مری تامپسون، میخائیل وی. سابلین، یاروسلاو وی. کوزمین، متیو جی. کالینز، میکل-هولگر اس. سیندینگ، ام. توماس پی. گیلبرت، آن سی. استون،بت شاپیرو، بلر ون والکنبرگ، رابرت کی وین، گرگر لارسون، آلن کوپر و لورن ای‌اف فرانتز، ۱۳ ژانویه ۲۰۲۱،طبیعت .
DOI: 10.1038/s41586-020-03082-x

۴۹ نفر از نویسندگان این مطالعه همچنین عبارتند از Blaire Van Valkenburgh، استاد برجسته بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی UCLA که دارای کرسی دونالد R. Dickey در زیست شناسی مهره داران است. جولی میخن که دکترای خود را در اکولوژی و زیست شناسی تکاملی در UCLA گرفت و اکنون دانشیار آناتومی در دانشگاه Des Moines در آیووا است. و کالین شو، تکنسین آزمایشگاه UCLA در اکولوژی و زیست شناسی تکاملی. و همچنین ده ها محقق دیگر از بریتانیا، استرالیا، آلمان، روسیه، اسپانیا، فرانسه، دانمارک و سایر کشورها.

منابع مالی این تحقیق شامل بنیاد ملی علوم، دفتر تحقیقات دریایی، ماری کوری COFUND، شورای تحقیقات اروپا، شورای تحقیقات طبیعی محیط زیست، ولکام تراست و شورای تحقیقات استرالیا بود. مقاله نیچر بسیاری از قدردانی های دیگر را فهرست می کند.