- 在西伯利亚永久冻土层中发现的一只狼崽的胃里有披毛犀组织。
- 利用该片段，我们从该物种的最后一个标本之一中获得了完整且高质量的基因组。
- 分析显示，即使种群濒临灭绝，其基因依然健康，没有明显的近亲繁殖迹象。
- 研究结果表明，冰川消融迅速恶化与冰河时代末期的气候变暖有关，而不是人类的狩猎活动。
几年前 14.400年在西伯利亚东北部冰封的土地上，一只出生仅几周的小狼崽吃了一块肉，它并不知道，这块肉会在数千年后被发现。这顿被永久冻土层包裹在它胃里的食物，最终揭示了关于狼群生存的关键细节。 披毛犀的基因组 以及这种具有标志性的冰河时代物种是如何消失的。
这一发现使得一支由北欧研究中心大力参与的国际科学家团队得以首次回收并测序该物质。 从捕食者摄入的组织中获得的披毛犀完整基因组研究结果表明，物种的快速灭绝与气候的急剧变暖有关，而不是与基因逐渐减少或人类持续的猎杀压力有关。
一只冻僵的小狗和一顿意想不到的晚餐
故事始于2011年，当时象牙猎人在村庄附近…… 图马特在俄罗斯偏远的东北部，一具几乎完好无损的灰狼幼崽遗骸被困在…… 西伯利亚永久冻土这只雌性动物年龄在七到九周之间，据信是在洞穴因山体滑坡坍塌后突然死亡的。 末次冰期结束.
尸体的保存状态令研究人员感到惊讶：尸体自然木乃伊化，大部分内部组织，包括胃内容物，都保持着极佳的状态。尸检在维也纳的一家实验室进行，随后在……进行了分析。 古遗传学中心 来自斯德哥尔摩，一个小 一块约3×4厘米的组织碎片 在动物的胃里。
起初，那块肉表面覆盖着 黄褐色皮毛 它曾被认为是另一种大型哺乳动物的遗骸，例如所谓的洞狮。然而，分析表明…… 线粒体DNA与现存和已灭绝哺乳动物的数据库相比，它显示出几乎完美的匹配度。 古洞齿兽中， 羊毛犀牛 在欧亚大陆寒冷的草原上统治了数十万年。
放射性碳定年法将狼崽和组织碎片都确定在了…… 14.400岁这起事件恰好发生在该物种在西伯利亚灭绝的前夕。换句话说，这只小狼吃掉了已知最年轻的披毛犀标本之一，而根据化石记录，这距离披毛犀最终灭绝仅仅几百年。
对捕食者胃中的基因组进行测序
将那块半消化的肉转化为完整可靠的基因组并非易事。 ADN 反国 它通常以高度碎片化的形式出现，数量极少，并与其他生物的遗传物质混合在一起，在这种情况下，遗传物质包括狼自身的遗传物质和与分解有关的微生物的遗传物质。
在 斯德哥尔摩古遗传学中心斯德哥尔摩大学与瑞典自然历史博物馆合作，乌普萨拉大学也参与其中，研究人员设计了一套极其严谨的实验方案，以最大限度地回收有用的DNA。该团队成员包括以下知名人士： 洛夫·达伦, 卡米洛·查孔-杜克 y 索尔维格·古德琼斯多蒂尔采用专门的洁净实验室基础设施和高覆盖率测序技术。
结果是一个 高质量基因组 这具犀牛标本的覆盖范围足够广，可以与其他标本进行详细比较。据作者称，这是有记录以来的首例这种情况。 重建了保存在另一只动物胃里的冰河时代动物的完整基因组。 此外，还有距离灭绝时间最近的披毛犀，因为目前尚无完整的遗传信息可供参考。
大部分回收的组织样本被用于实验室实验，但仍有一部分完整的组织样本保存在瑞典研究中心，以供未来研究之用。这类样本极其珍贵，因为在古基因组学中，研究这类样本非常普遍。 样本量非常小 以及化石记录有限的材料。
与其他披毛犀的比较
科学家们掌握了所谓“图马特人”的基因组后，将其与另外两个个体进行了比较。 西伯利亚披毛犀 先前研究过的，年代约为 18.000和49.000年目标是重建该物种过去数万年的遗传历史，并检验随着该物种的消失，是否出现了伴随长期人口下降而来的典型衰退现象。
分析的指标包括： 杂合性 （遗传多样性的衡量指标），存在 长纯合片段 （ROH，与近期近亲结婚有关）以及所谓的 有害的遗传负荷也就是说，积累了可能对长期生存有害的突变。
这三个个体表现出非常相似的遗传多样性水平，没有迹象表明有效种群规模近期出现下降或严重的近亲繁殖。基因组中纯合区域的比例很高但很稳定，而且只有一个个体存在遗传变异。 长片段所占比例非常小。 这将揭示近几代近亲之间的杂交情况。
高影响突变带来的负担依然存在。 实际恒定 在所有三个样本中都观察到了这一点。结果并非物种明显出现基因衰退，而是呈现出种群规模虽小但数千年来保持稳定的状态，灭绝前没有任何长期崩溃的迹象。
气候转型中的迅速崩溃
为了了解发生了什么，研究人员求助于人口统计模型，例如： PSMC这使得我们能够根据单个基因组重建种群规模随时间的变化。由此得到的曲线表明 犀牛数量逐渐减少 在整个晚更新世时期，由于冰川作用下典型的环境变化，这种情况是可以预期的，但直到接近末期才出现突然崩溃的迹象。
数据与该物种维持现状的情景相符。 具有生存能力且遗传健康的种群 直到它消失前几个世纪。种种迹象表明，主要诱因是一次…… 突然变暖 在冰河时代末期，与被称为温暖期的时期相关 博林-阿勒罗德 或者说是晚冰期盛期，它始于大约 14.700 年前，持续了大约 1.800 年。
在此期间，气温迅速回升，寒冷干燥的草原——披毛犀的理想栖息地——转变为更加湿润、树木繁茂的景观， 欧亚草原苔原 支撑更新世巨型动物群的生态系统急剧萎缩。在不久的将来…… 300或400年从进化的角度来看，这种大型食草动物完美适应的环境，转瞬之间就消失了。
因此，这项新研究支持了以下假设： 快速灭绝与气候变化有关与其说是长期的基因侵蚀过程，不如说披毛犀的灭绝（至少在西伯利亚是这样）并非因为自身已经衰弱，而是因为其所处的环境变化太快，以至于无法进行有效的适应。
人类扮演了什么角色？
冰河时代巨型动物群的灭绝几十年来一直是欧洲、西班牙乃至世界其他地区科学界争论的焦点：其主要原因究竟是什么？ 冰后期变暖 或扩张 解剖学意义上的现代人 那么狩猎压力呢？以西伯利亚东北部的披毛犀为例，基因组数据表明气候因素才是主要原因。
人类在该地区居住的时间至少已有至少一段时间了。 灭绝前15.000年 在此期间，犀牛种群未出现多样性丧失或近亲繁殖加剧的迹象。这些数据表明，狩猎采集者与大型食草动物长期共存，并未对后者造成直接的致命影响。
但这并不意味着该物种完全免受人类活动的影响。一些假设认为，狩猎活动可能加剧了本已因疫情而濒临灭绝的种群数量。 栖息地的丧失 环境波动，尤其是在欧洲和亚洲人口稠密的地区，也是造成这种现象的原因之一。然而，西伯利亚东北部现有的考古证据并没有指向这一点。 密集且广泛的狩猎 处于历史最后阶段的披毛犀。
组织样本本身可能提供了另一个线索：其矩形形状使一些作者认为它可能是…… 用石器切割或许这是人类狩猎的一部分。如果是这样，这只狼崽可能接触过人类猎杀的动物遗骸，尽管这种解释仍存在争议，而且也没有确凿的证据表明那是人类群体加工过的肉类。
永久冻土层是冰河时代的基因档案库
除了关于披毛犀灭绝的结论之外，图马特幼崽的案例还表明了…… 永久冻土的科学潜力 作为古代DNA的天然宝库，这里持续的低温就像一个巨大的冷冻库，能够保存软组织、胃内容物，甚至化石化的粪便物质长达数千年之久。
直到最近，古遗传学主要关注骨骼和牙齿，因为这些材料最能经受住时间的考验。然而，从狼胃中发现的犀牛肉中成功测序出犀牛基因组，以及其他一些近期发现——例如……的痕迹 粪化石中的披毛犀DNA 洞穴鬣狗——，正在打开通往 非常规的遗传信息来源.
对于欧洲和西班牙而言，在洞穴和露天遗址中也发现了更新世巨型动物群的遗骸，这些新方法为重新发掘这些遗骸提供了可能。 经典化石记录中代表性不足的物种的基因组数据北欧研究中心积累的经验可以为欧洲寒冷山脉或保存完好的沉积物中的项目提供参考。
用研究人员自己的话说，该领域的发展方向是“倒退的”： 仅存极少。 我们必须充分利用现有信息。图马特狼的例子表明，如果保存完好，并使用合适的工具进行分析，单个样本就能彻底改变我们对整个物种灭绝的认知。
全球变化时代物种灭绝的教训
这项研究留下的印象是…… 基因强健的披毛犀它没有表现出因近亲繁殖而灭绝的物种的典型特征，也没有因为外部因素而在很短的时间内消失。它没有经历漫长的种群数量下降过程，而是…… 突然崩溃 与生态系统的加速消失有关。
这种模式对当前欧洲乃至全球的生物多样性危机都具有直接影响。即使是那些看似……的种群，也面临着同样的危机。 基因健康 如果环境变化过快，无论是由于什么原因，它们都会变得极其脆弱： 全球变暖土地用途改变或多种因素共同作用的结果。
披毛犀的案例也表明，仅凭遗传指标可能不足以预测物种即将灭绝。一个物种即使能维持相当程度的遗传多样性直至末期，如果其栖息地发生剧烈变化，也可能在短短几代之内灭绝。对于欧盟的保护政策而言，这更加凸显了结合多种因素进行评估的必要性。 基因追踪 对环境变化和重要空间的丧失进行了详细评估。
最初，这只更新世狼崽的“最后晚餐”如今已成为一扇特殊的窗口，让我们得以窥见人类历史的最后篇章，这要归功于欧洲研究机构开发的古遗传学技术。 羊毛犀牛种种迹象表明，它并非死于内部衰败，而是因为塑造了它数十万年的寒冷、开放的世界，在很短的时间内，被另一种它不再有容身之地的景观所取代。
