Обнаружен новый вид псовых

Новый вид волка был обнаружен в Африке после исчерпывающих ДНК- и морфологического анализов, которые показали, что новый вид имеет эволюционные отличия от обыкновенного шакала, с которым он имеет значительное сходство.

Семейство собачьих — волки, койоты, шакалы, лисицы, домашние собаки и другие — казалось настолько хорошо изученным, что долгое время ученые были убеждены, что знают о них практически все. Но статья, опубликованная 30 июля в журнале Current Biology, опровергает это предположение. Она описывает исследование, проведенное международной группой ученых, которые сделали удивительное открытие — обнаружили новый вид волка.

Африканский золотистый волк (слева) и обыкновенный шакал (справа).

По мнению авторов две популяции обыкновенного шакала — одна в Евразии, другая в Африке — разделились более 1 миллиона лет назад, что является достаточным, чтобы официально признать их в качестве самостоятельных видов. Кроме того после изучения ДНК, ученые установили, что африканская группа близка к серым волкам, несмотря на то, что в Африке серые волки не водятся, и внешне эти животные сильны различаются. До этого ученых сбивал с толку внешний вид африканской группы, которая выглядит почти так же, как и их евразийские родственники. Это значительное внешнее сходство уже давно является источником путаницы в систематике этих животных и их эволюционных взаимоотношений.

По итогам исследования, ученые пришли к выводу, что африканские шакалы должны быть переименованы в африканских золотистых волков, Canis Anthus.

Эволюционные взаимоотношения псовых изучены плохо

По мнению Адама Хартстона-Роуза, профессора клеточной биологии и анатомии в Университете Южной Каролины, в эволюционных взаимоотношениях, или филогенетике, шакалов уже давно творится путаница. Традиционно большинство систематиков признают 3 вида шакалов: чепрачный, полосатый и обыкновенный — которые обитают в Африке, а обыкновенный шакал также распространен на большей части Евразии.

«Была изучена морфология трех видов шакалов. Однако, когда стали доступны первые молекулярные анализы, стало очевидно, что шакалы имеют лишь морфологические сходства. Оказалось, что полосатый и чепрачный шакалы (исторически называемые Canis adustus и C. mesomelas соответственно) отделились от большинства псовых до африканской охотничьей собаки и красных волков,» — пояснил ученый.

В двух более ранних исследованиях сообщалось, что обыкновенные шакалы, обнаруженные в Африке ближе к серым волкам, чем к обыкновенным шакалам из Евразии (DOI: 10.1371 / journal.pone.0016385 & DOI: 10.1371 / journal.pone.0042740). Эти исследования вдохновили Клауса Коэпфли, научного сотрудника и приглашенного ученого из Центра выживания видов (Center for Species Survival), который является частью Смитсоновского института охраны природы, изучить этот вопрос более тщательно.

«В этих исследованиях использовался только один вид генетического маркера из митохондриального генома, который наследуется по материнской линии. Эволюционную историю лучше проверять с помощью согласования генетических маркеров из разных геномов (митохондриальному, ядерному и др.), которые развиваются с разными темпами и имеют разные этапы дивергенции. Таким образом мы хотели проверить выводы двух предыдущих исследований, путем добавления данных анализа ядерного генома,» — сказал Коэпфли.

Африканские и евразийские шакалы имеют генетические различия

Исследователи начали с создания новых данных о последовательности гена цитохрома b собачьих, и сравнения их с последовательностями из двух ранее опубликованных исследований. Анализ этих данных, включающих в общей сложности 104 нуклеотидные последовательности цитохрома b, позволил сделать реконструкцию филогении обыкновенных шакалов из Африки и Евразии.

Филогенетическое дерево на основании данных анализа митохондриального ДНК и карта с участками отбора проб для исследования.

«В совокупности с двумя предыдущими исследованиями на основании митохондриальных последовательностей мы обнаружили, что обыкновенные шакалы из Африки и Евразии не являются ближайшими родственниками, как этого можно было ожидать, если бы они были одним видом,» — сказал Коэпфли.

Это митохондриатльное генетическое дерево показывает, что африканский шакал ближе к серому волку и имеет весьма отдаленное отношение к обыкновенному шакалу из Евразии (до 6,7% расхождения).

Затем команда провела еще один анализ с использованием более полного набора молекулярных маркеров, которые наследуются от обоих родителей. Все эти ДНК-маркеры состояли из фрагментов 20 хромосомных, или ядерных, генов, взятых из их генома. Эти маркеры последовательности показали, что обыкновенные шакалы разделились на две филогенетические ветви, как это отражено на хронограмме:

На этой хронограмме показаны как взаимоотношения видов в семействе псовых, так и последовательность видообразования в том порядке, в котором происходило расхождение видов.

«Мы обнаружили, что африканский обыкновенный шакал отделился от волков и койотов около 1,3 миллионов лет назад. Однако евразийский обыкновенный шакал отделился примерно 600000 лет назад,» — сказал Коэпфли.

«Если африканские и евразийские шакалы принадлежат к одному виду, то можно ожидать, что эти группы более тесно связаны (за счет общего предка).»

Несколько ДНК-маркеров показали, что африканские и евразийские обыкновенные шакалы отличаются

Ученые продолжают свое исследование, анализируя дополнительные молекулярные маркеры: половые хромосомы, крошечные изменения в ДНК, известные как однонуклеотидный полиморфизм, из образцов, полученных от различных особей (один шакал из Кении, один из Израиля и три волка из разных областей Евразии); и микросателлиты, которые также являются маркерами ДНК.

Генетические различия африканских золотистых волков и обыкновенных шакалов

Повторим, что каждый генетический маркер, который изучила группа ученых, показал, что эти два шакала генетически различны и имеют независимую эволюционную траекторию — что является одним из главных критериев определения вида.

«Согласованность расхождения данных молекулярных маркеров у обыкновенных шакалов из разных ареалов является убедительным доказательством того, что они представляют собой различные виды,» — сказал Коэпфли.

Но африканские и евразийские шакалы выглядят очень похоже

Не смотря на различных генетических предков африканские и евразийские обыкновенные шакалы так похожи, что большинство ученых объединили их в один вид. После получения данных о генетических различиях, исследователи решили изучить морфологию черепов и зубов этих шакалов. Они проанализировали 45 черепов и зубы от более 140 шакалов из пяти различных географических регионов Африки и Евразии. Как вы можете видеть на графике не существует значительных морфологических различий.

Анализ этих морфометрических данных показал, что не смотря на их генетические различия, обыкновенные шакалы имеют сильное сходство друг с другом (см. перекрывающиеся кластеры). Эти данные, несомненно, объясняют трудности, возникшие при определении их как отдельных видов.

Но почему эти виды так похожи, что они обманывали нас сотни лет?

«Подобное морфологическое сходство может быть связано с параллельной эволюцией, движимой экологическими условиями, в которых эти животные живут, особенно по отношению к конкуренции со стороны других хищников,» — сказал Коэпфли.

У шакалов могут быть в запасе еще сюрпризы

Так как они имеют такой огромный ареал обитания, обыкновенные шакалы могут скрывать еще более загадочные виды. Доктор Коэлпфи и его команда собирают данные о шакалах из различных популяций Евразии и Африки.

«На нужна большая географическая выборка, чтобы лучше понять популяционную генетику и филогеографию этих двух видов,» — сказал ученый.

Хотя на территории Африки обитают три вида шакалов, они весьма отличаются друг от друга. «На самом деле филогенетические результаты изучения ядерного ДНК показывают, что чепрачные и полосатые шакалы являются родственными друг другу, но при этом они имеют отдаленное родство с евразийским обыкновенным шакалом и африканским золотистым волком,» — сказал Коэлпфи.

Африканские обыкновенные шакалы переименованы в золотистых волков

Эта кропотливая работа проливает свет на запутанные отношения между экологией и эволюцией, и демонстрирует как экология может привести к путанице даже среди экспертов, когда дело доходит до определения видов. Кроме того эти данные показывают, почему важно проанализировать схожие виды со всех точек зрения — анатомических, поведенческих, экологических и генетически — чтобы по-настоящему понять эволюцию этих видов.

«Удивительная параллельная эволюция африканских и евразийских шакалов продемонстрировала доказательства успеха псовых в колонизации и адаптации к новым условиям,» — сказал Джек Тсенг, палеонтолог позвоночных из Американкого музея естественной истории.

Это исследование также имеет важное природоохранное значение. Например, как выяснилось, один распространенный вид на самом деле может фактически являться несколькими видами.

«Один из новых видов может иметь значительную популяцию, тогда как другой находиться на гране исчезновения,» — сказала Маргарет Льюис, профессор биологии из Университета Стоктон. «В то время как они довольно распространены (особенно в Азии), интересно будет изучить численность африканских золотистых волков и обыкновенных шакалов. Популяция шакалов снижается за счет урбанизации и индустриализации. Будем надеяться, что это исследование позволит повысить уровень осведомленности о важности шакалов и сходных видов по всему миру прежде, чем будет слишком поздно,» — сказала Льюис.

Африканский золотистый волк (Canis anthus)

Результаты этого исследования предоставили убедительные доказательства того, что африканский золотистый волк представляет собой первый открытый вид псовых за последние 150 лет. «Мы полагаем, что африканский обыкновенный шакал будет переименован в африканского золотистого волка и получит научное название Canis anthus» — сказал Коэпфли.

Это научное название было впервые предложено в 1820 г Фредериком Кювье при описании этого вида.

Ссылки:

Klaus-Peter Koepfli, John Pollinger, Raquel Godinho, Jacqueline Robinson, Amanda Lea, Sarah Hendricks, Rena M. Schweizer, Olaf Thalmann, Pedro Silva, Zhenxin Fan, Andrey A. Yurchenko, Pavel Dobrynin, Alexey Makunin, James A. Cahill, Beth Shapiro, Francisco Álvares, José C. Brito, Eli Geffen, Jennifer A. Leonard, Kristofer M. Helgen, Warren E. Johnson, Stephen J. O’Brien, Blaire Van Valkenburgh,and Robert K. Wayne. (2015). Genome-wide Evidence Reveals that African and Eurasian Golden Jackals Are Distinct Species, Current Biology, published online on 30 July 2015 ahead of print | doi:10.1016/j.cub.2015.06.060

Eli Knispel Rueness, Maria Gulbrandsen Asmyhr, Claudio Sillero-Zubiri, David W. Macdonald, Afework Bekele, Anagaw Atickem, Nils Chr. Stenseth. (2011). The cryptic African wolf: Canis aureus lupaster is not a golden jackal and is not endemic to Egypt, PLoS ONE 6, e16385 | doi:10.1371/journal.pone.0016385 (OA)

Philippe Gaubert, Cécile Bloch, Slim Benyacoub, Adnan Abdelhamid, Paolo Pagani, Chabi Adéyèmi Marc Sylvestre Djagoun, Arnaud Couloux, Sylvain Dufour (2012). Reviving the African Wolf Canis lupus lupaster in north and west Africa: A mitochondrial lineage ranging more than 6,000 km wide, PLoS ONE 7, e42740 | doi:10.1371/journal.pone.0042740 (OA)

Kerstin Lindblad-Toh , Claire M Wade, Tarjei S. Mikkelsen, Elinor K. Karlsson, David B. Jaffe, Michael Kamal, Michele Clamp, Jean L. Chang, Edward J. Kulbokas III, Michael C. Zody, et al. (2005). Genome sequence, comparative analysis and haplotype structure of the domestic dog, Nature 438, 803-819 (8 December 2005) | doi:10.1038/nature04338 (OA)

Источник: Golden jackal: A new wolf species hiding in plain sight