Главная Новости Древние белки помогли ученым найти в Австралии вымерших птиц

Древние белки помогли ученым найти в Австралии вымерших птиц

Разрешился спор о таксономической принадлежности яиц, которыми питались ранние обитатели Австралии, более 50 000 лет назад, пишет Альтернативная наука.

Птицы, отложившие эти яйца, вымерли, и различить двух основных кандидатов - гигантского "михирунга" Genyornis и крупного мегапода Progura - оказалось невозможно, по крайней мере, с помощью морфологических и геохимических методов.

Секвенирование древней ДНК остается неубедительной методикой из-за возраста и температуры захоронения скорлупы. Однако древние белковые последовательности, извлеченные из скорлупы, позволили оценить эволюционное родство между яйцом и целым рядом ныне существующих таксонов.

Оказалось, яйца принадлежат галлоансересу (группа, включающая вымерших Dromornithidae, а также наземных и водоплавающих птиц, Genyornis, а не Vegapodiidae или Galliformes.

Древние белковые последовательности

Осознание того, что древние биомолекулы сохраняются в "ископаемых" образцах, произвело революцию в археологической науке. Белковые последовательности "живут" дольше, чем ДНК, но их филогенетическое разрешение уступает, поэтому требуется тщательная оценка выбираемой методологии исследования.

Большеногие и сейчас проживает в Австралии

В данном случае это касается определения потенциала древних белков, сохранившихся в скорлупе плейстоценовых яиц, а также в решении давнего спора об эволюционной коабитации человека и животных: идентичность вымершей птицы, откладывавшей крупные яйца, которые использовались первыми homo sapiens и не только.

Найденные в Австралии яйца первоначально приписывались культовой вымершей нелетающей птице Genyornis newtoni и впоследствии их возраст был определен в районе 50 ± 5 тыс. лет Миллером и другими [Nat. Commun. 7, 10496 (2016)].

Поэтому эта же датировка применялась и к оценке времени вымирания этого эндемичного мегафаунистического вида, - как всегда, вследствие человеческого фактора.

Противоположная гипотеза, согласно которой яйца были отложены крупным мегаподом-строителем курганов (Megapodiidae, Galliformes), «снимала» с человека ответственность за гибель Genyornis.

Как бы там ни было, древние белковые последовательности были реконструированы и использованы для оценки эволюционной близости неопределенной скорлупы яиц к вымершим птицам, в результате чего гипотезу о мегаподе ученые отвергли сразу же.

Аутентичная древняя ДНК не могла быть подтверждена из сильно деградировавших образцов, но морфометрические данные также поддерживают генетическое родство скорлупы с Genyornis.

Скорлупа яиц

При использовании триангуляции для решения четко сформулированных гипотез палеопротеомика является мощным инструментом для реконструкции эволюционной истории по древним образцам. Помимо уточнения филогенетического положения, эти данные дают более тонкое понимание способов взаимодействия между людьми и окружающей средой.

Тысячи плейстоценовых стоянок в Австралии дают огромное количество фрагментов скорлупы яиц, которые обычно находят в песчаных холмах. Реже они локально перерабатываются в пляжные отложения, и предоставляют геохимикам и археологам прекрасный материал для геохронологических, геохимических и палеоклиматических исследований.

Некоторые артефакты свидетельствуют о том, что они были приготовлены, а затем выброшены в очаг и вокруг него.

Об этом говорит не только видимое обугливание скорлупы, но и специфический признак разложения аминокислот: Миллер и др. (4) измерили концентрацию аминокислот в частично обугленной скорлупе, начиная с почерневшего конца. Они обнаружили, что аминокислоты были полностью разложены в остатках еды, но их концентрация увеличивалась вдоль разреза. Это соответствует высокотемпературному градиенту, характерному для контакта с горячими углями, и не может быть связано с кустарниковыми пожарами.

Курообразные в дикой природе

Поразительно, что сгоревшая скорлупа яиц дромаиуса (эму, часть ратитов и тинамовых Palaeognathae) появляется около 55 тыс. лет назад и остается частью обыденного рациона вплоть до современного времени.

Второй тип скорлупы, условно названный "неопределенный оотаксон" (UO), имеет признаки приготовления пищи, но только в узком временном промежутке. Этот интервал в целом совпадает с временем с распространения людей по Австралии, причем самая ранняя достоверная дата прибытия оценивается в ∼65 тыс. лет до н.э.

Простая варка яиц сегодня кажется уникальным на тот период способом взаимодействия человека и фауны. Антропологи даже заговорили о первом искусственном воздействии на девственные ландшафты.

Вымершие Genyornis

Вопрос о том, способствовало ли такое поведение человека вымиранию некоторых видов мегафауны, является предметом жарких споров и зависит, в частности, от идентичности остатков скорлупы яиц UO.

По одному из сценариев, скорлупа яиц UO принадлежит Genyornis newtoni, последнему выжившему представителю гигантских (∼200 кг) нелетающих "михирунгов" (т.е. Dromornithidae).

Современные представители этой фауны относятся к отряду Galliformes - наземным птицам, таким как куры, фазаны, перепела и мегаподы, и к отряду Anseriformes - водоплавающим птицам, таким как утки, гуси и крикуны.

Genyornis newtoni

Согласно противоположной гипотезе, скорлупы принадлежат крупному (∼5 кг) летучему вымершему мегаподу Megapodiidae.

Атрибуция скорлупы яиц UO была впервые предложена Уильямсом (11). Несмотря на отсутствие прямой связи между скелетными останками и скорлупой яиц UO, они находились в непосредственной близости и по размерам подходили для яичной кладки.

Если идентификация Уильямса верна, Genyornis был среди видов мегафауны, исчезнувших через несколько тысяч лет после прихода людей, что подразумевает определенную роль человека в его вымирании.

В этом споре наиболее близкой версией представляется вымирание новозеландского мегатравоядного Palaeognathae, которое произошло в течение 150 лет после прибытия небольшой группы людей (∼2 000 человек), примерно с 1300 по 1500 год н.э., в результате удаления от мест обитания и охоты.

Однако в археологической летописи австралийского плейстоцена практически отсутствуют свидетельства мест убийств или модификации человеком скелетных останков Genyornis.

Это может быть связано с тафономическими факторами (например, повышением уровня моря), но если мы примем классификацию UO как Genyornis, это означает, что люди употребляли яйца, но без охоты на птиц. Могла ли эксплуатация яиц стать неустойчивой и привести к гибели Genyornis?

Иной сценарий вызывает недавнее оспаривание идентичности слоя скорлупы яиц UO и отнесение его к вымершим крупным мегаподам типа Progura.

Горячо обсуждаемая гипотеза о мегаподах основана, прежде всего, на том, что яйца довольно малы для предполагаемого размера Genyornis, а также на широком распространении останков вымершего крупного мегапода Progura.

Если данная гипотеза окажется верной, это будет означать, что люди могли повлиять на вымирание птиц Таким образом, они предпочитали искать яйца в скрытых курганах и норах, а не собирать их из наземных гнезд. Точно также добывались страусиные яйца в Африке и Азии, по крайней мере, на протяжении 120 тыс. лет.

Более того, нет прямых доказательств взаимодействия человека и Genyornis. Вполне возможно, что Genyornis вымерли к тому времени, когда первые поселенцы оказались в Австралии.

 

Сценарий взаимодействия человека и мегаподов бросает иной свет на дебаты о роли человека в вымирании австралийской мегафауны, поддерживая гипотезы, основанные на экологических факторах. Что согласуется с недавними исследованиями, которые доказывают, что нет никакой связи между появлением человека и вымиранием мегафауны в период плейстоцена и что вымирание сахулов хронологически связано с ухудшением гидроклимата, а не с антропогенным воздействием.

В целом, дебаты ведутся вокруг двух взаимоисключающих гипотез: либо скорлупа яиц принадлежит Genyornis, нелетающему представителю Galloanseres, либо похожим на Progura мегаподам из Galliformes.

Ключевым недостающим звеном является морфометрический признак или молекулярный маркер (или их комбинация), способный однозначно опровергнуть любую из гипотез.

Более подробно смотрите здесь

Литература:

1. G. H. Miller et al., Pleistocene extinction of Genyornis newtoni: Human impact on Australian megafauna. Science 283, 205–208 (1999).

2. M. I. Bird et al., Radiocarbon dating of organic- and carbonate-carbon in Genyornis and Dromaius eggshell using stepped combustion and stepped acidification. Quat. Sci. Rev. 22, 1805–1812 (2003).

3. G. H. Miller, M. L. Fogel, Calibrating δ18O in Dromaius novaehollandiae (emu) eggshell calcite as a paleo-aridity proxy for the Quaternary of Australia. Geochim. Cosmochim. Acta 193, 1–13 (2016).

4. G. Miller et al., Human predation contributed to the extinction of the Australian megafaunal bird Genyornis newtoni ∼47 ka. Nat. Commun. 7, 10496 (2016).

5. C. Clarkson et al., Human occupation of northern Australia by 65,000 years ago. Nature 547, 306–310 (2017).

6. P. F. Murray, D. Megirian, The skull of dromornithid birds: Anatomical evidence for their relationship to Anseriformes. Rec. South Aust. Mus. 31, 51–97 (1998).

7. P. F. Murray, P. Vickers-Rich, Magnificent Mihirungs: The Colossal Flightless Birds of the Australian Dreamtime (Indiana University Press, 2004).

8. G. Mayr, Cenozoic mystery birds—On the phylogenetic affinities of bony-toothed birds (Pelagornithidae). Zool. Scr. 40, 448–467 (2011).

9. T. H. Worthy, F. J. Degrange, W. D. Handley, M. S. Y. Lee, The evolution of giant flightless birds and novel phylogenetic relationships for extinct fowl (Aves, Galloanseres). R. Soc. Open Sci. 4, 170975 (2017).

10. W. D. Handley, T. H. Worthy, Endocranial anatomy of the giant extinct Australian Mihirung Birds (Aves, Dromornithidae). Diversity (Basel) 13, 124 (2021).

11. D. L. G. Williams, Genyornis eggshell (Dromornithidae; Aves) from the Late Pleistocene of South Australia. Alcheringa 5, 133–140 (1981).

12. M. E. Allentoft et al., Extinct New Zealand megafauna were not in decline before human colonization. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 4922–4927 (2014).

13. N. J. Rawlence, A. Cooper, Youngest reported radiocarbon age of a moa (Aves: Dinornithiformes) dated from a natural site in New Zealand. J. R. Soc. N. Z. 43, 100–107 (2013).

14. R. N. Holdaway et al., An extremely low-density human population exterminated New Zealand moa. Nat. Commun. 5, 5436 (2014).

15. R. N. Holdaway, C. Jacomb, Rapid extinction of the moas (Aves: Dinornithiformes): Model, test, and implications. Science 287, 2250–2254 (2000).

16. C. L. Oskam et al., Ancient DNA analyses of early archaeological sites in New Zealand reveal extreme exploitation of moa (Aves: Dinornithiformes) at all life stages. Quat. Sci. Rev. 52, 41–48 (2012).

17. G. Grellet-Tinner, N. A. Spooner, T. H. Worthy, Is the “Genyornis” egg of a mihirung or another extinct bird from the Australian dreamtime? Quat. Sci. Rev. 133, 147–164 (2016).

18. G. Grellet-Tinner, N. A. Spooner, W. D. Handley, T. H. Worthy, The Genyornis egg: Response to Miller et al.’s commentary on Grellet-Tinner et al., 2016. Quat. Sci. Rev. 161, 128 (2017).

19. G. H. Miller, M. L. Fogel, J. W. Magee, S. J. Clarke, The Genyornis egg: A commentary on Grellet-Tinner et al., 2016. Quat. Sci. Rev. 161, 123–127 (2017).

20. E. M. Niespolo, W. D. Sharp, G. Avery, T. E. Dawson, Early, intensive marine resource exploitation by Middle Stone Age humans at Ysterfontein 1 rockshelter, South Africa. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 118, e2020042118 (2021).

21. J. Louys et al., No evidence for widespread island extinctions after Pleistocene hominin arrival. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 118, e2023005118 (2021).