Эволюционная история носорогов восстановлена по современным и древним геномам

В прошлом семейство носороговых (Rhinocerotidae) некогда было весьма многочисленным и включало около ста видов, обитавших на территории Африки, Евразии, Северной и Центральной Америки. Однако до нашего времени дожили лишь пять видов — индийский носорог Rhinoceros unicornis, яванский носорог Rhinoceros sondaicus, суматранский носорог Dicerorhinus sumatrensis, белый носорог Ceratotherium simum и черный носорог Diceros bicornis, причем почти все они имеют статус «находится в уязвимом положении». Большинство членов семейства вымерло еще до плейстоцена, до позднего плейстоцена дожили всего девять видов, из них впоследствии вымерли еще четыре: сибирский носорог Elasmotherium sibiricum, носорог Мерка Stephanorhinus kirchbergensis и другой вид того же рода Stephanorhinus hemitoechus, а также шерстистый носорог Coelodonta antiquitatis. Эволюционная история носороговых, родственные связи между современными и некоторыми вымершими видами до недавнего момента оставались неясными.

Международный коллектив ученых восстановил эволюционную историю носороговых по восьми геномным последовательностям, включая геномы вымерших видов. (В исследование не был включен S. hemitoechus.) Ученые использовали собранные de novo геномные последовательности черного, белого, суматранского и индийского носорогов; геном индийского носорога был секвенирован в рамках этой работы. Также они повторно секвенировали с покрытием 25х геном яванского носорога по материалу, взятому от музейного образца 1838 года. Кроме того, авторы получили последовательности геномов трех вымерших видов носорогов из ископаемых останков, датируемых поздним плейстоценом (эти геномы также секвенировались ранее).

Авторам работы удалось восстановить филогенетические связи между представителями носороговых с помощью полногеномного выравнивания. Биоинформатический анализ подтвердил географическую гипотезу эволюции носороговых, согласно которой два африканских вида, черный и белый носороги, образуют одну кладу, которая является сестринской по отношению ко всем остальным носороговым, включенным в анализ. К «азиатской» кладе принадлежат суматранский носорог, а также вымершие Stephanorhinus и Coelodonta (шерстистый носорог). К третьей кладе относятся представители рода Rhinoceros (индийский и яванский носороги). По оценкам ученых, последний общий предок носороговых жил примерно 36 миллионов лет назад, а три основные клады носороговых отделились от сибирского носорога Elasmotherium sibiricum примерно 16 миллионов лет назад.

Известно, что черный, белый и суматранский носороги отличаются сниженным генетическим разнообразием. Авторы настоящей работы показали, что причина этого — мощное антропогенное воздействие на протяжении XX века, а также возросшая частота инбридинга.

Авторы сообщают, что во время исследования геномов носорогов обнаружили мутации, приводящие к сдвигу рамки считывания в гене IFT43. Этот белок участвует в формировании ресничек, которые важны для развития и функционирования сетчатки глаза, а мутация может быть причиной плохого зрения у носорогов.