Ключевое генетическое исследование поместило происхождение летучих мышей в Европу, переписав эволюционную историю

Введение

Десятилетиями ученые вели споры о происхождении летучих мышей, единственных млекопитающих, способных к настоящему полету. Предыдущие гипотезы помещали их появление в Азии, Африке или Северной Америке примерно 50 миллионов лет назад. Однако новаторское исследование, опубликованное в журнале Nature, потенциально разрешило этот давний вопрос. Составив данные из беспрецедентного количества — 103 геномов летучих мышей и 44 окаменелостей — исследователи перерисовали семейное древо летучих мышей, предполагая неожиданное место происхождения в Европе, гораздо раньше, чем считалось ранее.

Ключевые детали

• Исследование проанализировало 103 генома летучих мышей и 44 окаменелости, что сделало его крупнейшим набором данных такого рода.
• Исследователи создали новые, высококачественные сборки геномов для 41 вида летучих мышей, интегрировав их с существующими последовательностями.
• Анализ указывает на то, что летучие мыши возникли в Европе около 65 миллионов лет назад.
• Предполагается, что настоящий полет и эхолокация развились на ранних стадиях эволюции летучих мышей, около 50 миллионов лет назад, а не несколько раз независимо.
• Исследование включало представителей всех 21 признанных семейств летучих мышей, включая такие удивительные виды, как свиноносая летучая мышь и мадагаскарская присосколапая летучая мышь.
• Международная исследовательская группа состояла из 137 ученых, связанных с проектом Bat1K.

Предыстория

Понимание эволюционного пути летучих мышей было сложной головоломкой. Уникальные адаптации летучих мышей, включая активный полет и сложную эхолокацию, давно привлекали внимание биологов. Эти черты, наряду с их замечательным долголетием и устойчивостью к болезням, сделали их объектом пристального научного изучения. Однако противоречивые генетические данные и ископаемые свидетельства исторически затрудняли установление окончательной эволюционной хронологии и географического происхождения. Проект Bat1K, амбициозное международное сотрудничество, был направлен на разрешение этих неоднозначностей путем создания всеобъемлющей геномной и ископаемой базы данных.

Анализ воздействия

Последствия этого исследования глубоки, поскольку оно фундаментально меняет наше понимание эволюции млекопитающих. Предлагаемое европейское происхождение бросает вызов устоявшимся биогеографическим моделям и предполагает иную картину расселения ранних млекопитающих. Подтверждение того, что ключевые черты, такие как полет и эхолокация, развились рано и присутствовали у общего предка всех летучих мышей, дает единое объяснение их последующей диверсификации и успеха. Это разрешает спор о том, развивались ли эти сложные способности многократно независимо, что казалось менее вероятным сценарием.

«Это экстраординарно», — заявила соавтор исследования Эмма Тилинг, профессор молекулярной эволюции и филогенетики млекопитающих в Университетском колледже Дублина. «После десятилетий исследований и противоречивых результатов мы наконец выяснили, как и когда эволюционировали летучие мыши».

Исследование подчеркивает важность интеграции геномных данных с ископаемыми свидетельствами. Включение 50-миллионолетней окаменелости из южной Франции, Vielasia sigei, демонстрирующей признаки продвинутой эхолокации, убедительно подтверждает раннюю эволюцию этой черты. Положение этой окаменелости на самой древней ветви эволюционного древа летучих мышей указывает на то, что эхолокация была не поздней адаптацией, а фундаментальной характеристикой.

Более широкий контекст

Летучие мыши играют ключевую роль в экосистемах по всему миру, выступая в качестве опылителей, распространителей семян и естественных борцов с вредителями. Их уникальные биологические особенности, такие как долголетие и выдающаяся устойчивость к болезням, также могут дать ценные уроки для здоровья человека. Геномный ресурс, созданный для этого исследования, закладывает основу для будущих исследований генетических механизмов этих необычайных адаптаций. Понимание того, как летучие мыши достигают такого долголетия и устойчивости, может вдохновить на разработку новых подходов к борьбе со старением и болезнями у людей.

Перспективы на будущее

Хотя это исследование представляет собой значительный шаг вперед, исследователи подчеркивают, что это только начало. Следующие шаги включают дальнейшее уточнение эволюционного древа летучих мышей, определение точного предка всех ныне живущих летучих мышей и более глубокое изучение генетических механизмов, лежащих в основе их уникальных черт. Полученные геномные данные будут неоценимы для усилий по сохранению видов, помогая выявлять уязвимые популяции и информировать стратегии защиты этих жизненно важных существ. Потенциал для биомедицинских разработок, вдохновленных летучими мышами, также остается привлекательной областью для будущих исследований.

Заключение

Это знаковое генетическое исследование ископаемых перекроило эволюционную карту летучих мышей, поместив их происхождение в Европу примерно 65 миллионов лет назад и подтвердив раннее развитие полета и эхолокации. Обширный набор данных и надежный анализ обеспечивают столь необходимое разрешение многолетним спорам, предлагая более ясную картину того, как эти удивительные млекопитающие эволюционировали и диверсифицировались. Полученные результаты не только изменяют эволюционную биологию, но и открывают новые пути для понимания биологии летучих мышей и ее потенциального применения для благополучия человека и сохранения видов.