Когда-то считалось, что скрещивание видов — редкое, исключительное событие… Пока учёные не стали расшифровывать геномы различных животных. Внезапно выяснилось, что межвидовое смешение у млекопитающих — обычное дело. Раз это происходит сейчас, то, разумеется, происходило и раньше. И как только палеогенетики научились читать древнюю ДНК — тут же всплыли следы древних гибридизаций. Неандертальцы с сапиенсами, сапиенсы с денисовцами и вообще непонятно с кем. Мамонты со слонами, разные виды мамонтов между собой. Наконец, очередь дошла до следующей «иконы» плейстоцена — пещерного медведя Ursus spelaeus. Эти легендарные существа, конкурировавшие за свои логова с неандертальцами, вымерли около 25 тыс. лет назад, и, вероятно, не без участия людей. Но целиком ли они вымерли? В тех же широтах, в тех же областях Евразии десятки тысяч лет назад жили предки современных бурых мишек. Хорошо известно, что эти животные охотно скрещиваются со своими полярными родственниками. Почему бы их предки не могли делать то же самое с пещерными медведями?
Это и решила выяснить международная группа учёных — авторов статьи в Nature Ecology & — Evolution. Исследователям удалось выделить ядерную ДНК из каменистой кости четырёх пещерных медведей, относящихся к разным подвидам:
- двух австрийских (возрастом 35 тыс. лет и 72 тыс. лет);
- одного испанского (35 тыс. лет);
- и одного кавказского, из Армении (55 тыс. лет).
К ним добавили геном древнего бурого медведя из Австрии (41 тыс. лет).
Кроме того, учёные получили ДНК современных бурых медведей из Грузии, Словении, России, Испании, Северной Америки. В исследовании были также задействованы геномы трёх полярных медведей, американского барибала, гималайского медведя, очкового медведя и гигантской панды.
Сравнение древних геномов показало, что пещерные медведи — действительно единая группа, сестринская по отношению к бурым и белым. Внутри «пещерной группы» выделились европейские подвиды, близкие друг другу, и стоящий особняком кавказец.
Затем учёные приступили к главному вопросу: проверили ДНК древних медведей на признаки скрещивания. Оказалось, что у бурых мишек, по сравнению с полярными, многовато общих аллелей с пещерными. Это свидетельствовало о том, что бурые и пещерные медведи скрещивались! При этом «пещерная примесь» у разных бурых медведей была различной, достигая максимума у древнего австрийца (2,4%). Среди современных бурых пропорция пещерной ДНК выше всего у медведя из Грузии (1,8%), чуть меньше у западноевропейских бурых (1,3—1,4%) и самая низкая у русских и американских (0,9—1%). Если низкий вклад в геном американцев понятен — всё-таки другой континент — то распределение в Евразии выглядит странно. Видимо, виноваты миграции и смешение разных медвежьих популяций. Кроме того, выяснилось, что у европейских пещерных медведей степень смешения с бурыми выше, чем у кавказских, и составляет примерно 1%. Вероятно, гибридизация происходила уже после того, как разделились европейские и кавказские пещерные популяции.
Учёные попытались выяснить, от кого к кому шёл поток генов: от пещерных к бурым или наоборот. Для этого специалисты задействовали метод, который сначала протестировали на бурых и белых медведях. Известно, что популяции этих животных, обитающие на островах Адмиралти, Баранова и Чичагова, недавно скрещивались. Тестирование дало правильный ответ, показав поток генов от полярных медведей к островным популяциям бурых. Теперь этот же метод применили к древним геномам. Исследование указало на поток «пещерных генов» в сторону бурых медведей, наиболее сильно проявившийся у древнего бурого из Австрии — в полном согласии с предыдущим исследованием. По новым данным, примесь могла составлять 3% и даже больше. Но анализ указал на то, что имел место и обратный процесс — примесь ДНК бурых медведей явно есть у их пещерных родственников. Но появилась она в результате более раннего эпизода скрещивания.
Разумеется, учёные не могли не задаться вопросом: что бурым медведям дали генетические варианты, доставшиеся от пещерных? Принесли пользу или, напротив, оказались вредными? Исследования вклада неандертальцев в наш геном показали, что некоторые неандертальские аллели распространились у сапиенсов в результате естественного отбора. А что у медведей?
Сложность в том, что медвежьи геномы изучены гораздо хуже, чем человеческие. Пока что учёные провели поиск фрагментов ДНК, которые бы содержали аллели пещерных медведей в гомозиготном виде (то есть на обеих парных хромосомах) у всех исследованных бурых мишек. Удалось найти пять генетических блоков, содержащих гены, которые выполняют ряд функций в геномах различных позвоночных. О том, что данные генетические варианты, доставшиеся бурым медведям от пещерных, оказались очень полезны их обладателям, говорить пока рано. Будем ждать дальнейших исследований.
Бурые медведи — успешный и широко расселившийся вид, который, как выяснилось, «впитал» часть генофонда как минимум двух других видов — пещерных и полярных. Теперь у специалистов есть отличная возможность выяснить, к каким биологическим результатам привели эти смешения.
Когда мир узнал о «неандертальских генах» у современных людей, заговорили о том, что мы все немножко неандертальцы. С этой точки зрения нынешние бурые медведи — немножко пещерные. Открытия такого рода заставляют по-новому взглянуть на столь печальное событие, как вымирание видов. Какая-то часть пещерных медведей не исчезли, а продолжает участвовать в эволюционном процессе спустя десятки тысяч лет после того, как в плейстоценовой Евразии сгинул последний Ursus spelaeus.
