Представьте себе мир, в котором нет ни одной летучей мыши. Сложно вообразить, правда? Эти создания настолько привычны, что кажутся неотъемлемой частью природы. Но откуда они взялись? Десятилетиями ученые спорили: Африка, Азия или Северная Америка? Ответ оказался неожиданным.
Европа — родина летучих мышей
Международная команда из 137 исследователей, представляющих 64 страны, объединила усилия в рамках консорциума Bat1K. Результат их работы переворачивает прежние представления. Согласно новым данным, летучие мыши впервые появились именно в Европе — примерно 65–60 миллионов лет назад, в позднем палеоцене . Ученые проанализировали 103 генома, охватывающих все 21 признанное семейство летучих мышей, и сопоставили их с данными о 44 ископаемых находках .
Оттуда их потомки переселились в Африку, сформировав своего рода европейско-африканский центр. Уже оттуда летучие мыши распространились в Азию, Америку и Австралию.
Полет и эхолокация появились практически одновременно
Одно из самых интригующих открытий касается двух главных «суперспособностей» летучих мышей: машущего полета и эхолокации. Исследование показало, что обе эти черты возникли на заре эволюции группы, а не развились постепенно у разных линий.
Ключевую роль сыграла ископаемая летучая мышь Vielasia, череп которой был найден в отложениях возрастом около 50 миллионов лет на юго-западе Франции . Этот прекрасно сохранившийся образец занимает самую древнюю ветвь на родословном древе летучих мышей. Его внутреннее ухо имеет все признаки, характерные для современных эхолокаторов: расширенную улитку и удлиненную базилярную мембрану . Это означает, что сложная эхолокация существовала еще до того, как современные группы летучих мышей начали разделяться.
По словам профессора Эммы Тилинг из Университетского колледжа Дублина, данные указывают на Европу как на наиболее вероятное место, где млекопитающие впервые освоили машущий полет .
Реконструкция древнего генома
Ученые не просто построили более точное генеалогическое древо. Они вычислительно восстановили геном общего предка всех современных летучих мышей. Это дает исследователям уникальный инструмент для изучения генетических изменений, связанных с полетом, эхолокацией, долголетием и устойчивостью к болезням.
X-хромосома разрешила давний спор
Построение родословного древа летучих мышей было особенно сложной задачей. Разные участки генома могут давать противоречивые сигналы об эволюционной истории — вероятно, из-за того, что ранние линии летучих мышей обменивались генами друг с другом.
Однако исследователи обнаружили, что часть X-хромосомы сохраняет особенно четкую запись о взаимосвязях между группами. Этот сигнал помог разобраться с эволюционными деревьями, которые оставались спорными на протяжении десятилетий.
Почему это важно для медицины
Летучие мыши — настоящий феномен в мире млекопитающих. Они составляют около пятой части всех видов млекопитающих на Земле. Многие из них живут несоразмерно долго для своего размера и обладают исключительной устойчивостью к болезням, включая вирусы, которые смертельны для других животных.
Исследования показывают, что гены, адаптировавшиеся к вирусам у летучих мышей, часто связаны с долголетием и устойчивостью к раку. У людей положительный отбор шел в сторону белков, реагирующих на РНК-вирусы, тогда как у летучих мышей — на белки, взаимодействующие с ДНК-вирусами, такими как гепатит B и герпес.
Кроме того, летучие мыши обладают уникальным механизмом копирования генов для восстановления ДНК. Вариации числа копий позволяют генам диверсифицировать свои функции, что потенциально дает возможность быть «хорошим» сразу в двух вещах вместо одной .
Геномный ресурс, созданный в рамках исследования, может внести вклад в исследования человека, связанные с возрастом, иммунитетом и устойчивостью к болезням .
Что дальше
Этот проект опирается на образцы, собранные десятилетиями у летучих мышей по всему миру, включая редкие виды из отдаленных регионов — от Новой Зеландии до Мадагаскара . Как отметила профессор Соня Вернес из Университета Сент-Эндрюса, летучие мыши продолжают удивлять ученых, а новый геномный ресурс наконец позволяет понять, как эволюционировала их удивительная биология.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Изображение: окаменелость Palaeochiropteryx tupaiodon, найденная в Германии. Источник: Мэттью Ф. Джонс
