Команда біологів виділила і секвенувала ДНК комах з давніх сміттєвих степів лісових хом'яків () з Північної Америки. Вік найстарішого зразка - приблизно 34355 років. Це одна з небагатьох робіт з вивчення стародавньої ДНК комах. Стаття опублікована в журналі.
Генетичний матеріал може зберігатися в субфосильних залишках організмів протягом сотень тисяч років. Найстаріша ДНК, яку вдалося виділити і секвенувати, - ДНК мамонта віком понад мільйон років. Вивчення стародавньої ДНК дозволяє виявити особливості біології та родинні зв'язки вимерлих організмів. Більшість подібних досліджень присвячено стародавній ДНК ссавців, у тому числі й людини. Наприклад, нещодавно палеогенетики виділили ДНК вовка, зубра і людини, чиї залишки були знайдені у відкладеннях віком 25 тисяч років. Але є дослідження стародавньої ДНК та інших груп організмів, зокрема птахів, бактерій і вірусів.
Вивчення стародавньої ДНК комах присвячено мало робіт. Практично у всіх цих дослідженнях аналіз генетичного матеріалу дозволяв визначити лише таксони високого рангу. Визначення до виду відоме тільки з однієї роботи, в якій були досліджені 400-річні залишки вимерлого виду сарани.
Стародавня ДНК комах слабо вивчена через відсутність відповідного субфосильного матеріалу - залишки комах зберігаються гірше, ніж залишки хребетних. Найчастіше придатні для аналізу стародавньої ДНК субфосилії зберігаються в місцях з холодним кліматом. Однак і в більш теплих регіонах є хороше джерело субфосильних залишків - сміттєві купи деяких невеликих ссавців.
Від редактора
В англійській мові для сміттєвих прапорів тварин використовується археологічний термін midden (звалище харчових відходів). Цим словом називають як просто купи екскрементів, які відкладаються в одному і тому ж місці (наприклад, у даманів), так і купи, сформовані з залишків видобутку (наприклад, у восьминогів), а також купи, які формуються з того й іншого (у деяких гризунів).
У північноамериканських лісових хом'яків () сміттєві купи формуються з гніздового матеріалу, залишків їжі та фекалій. Все це скріплюється сечею, яка кристалізується і захищає купи від розкладання. Гніздо може використовуватися лісовими хом'яками протягом тисяч років і, отже, служить відмінним джерелом субфосилій різних організмів. Стародавню ДНК комах зі сміттєвих степів гризунів вже вивчали, проте вченим не вдалося визначити комах до виду.
Аарон Сміт (Aaron D. Smith) з Університету Пердью в Індіані та його колеги з Німеччини, Польщі та США вирішили вивчити стародавню ДНК комах з гнізд лісових хом'яків. Дослідники зібрали зразки субфосильних сміттєвих огризунів у національному парку Джошуа-Три (Каліфорнія, США) і на східних схилах хребта Сьєрра-де-Хуарес (Нижня Каліфорнія, Мексика). За допомогою радіовуглецевого датування вчені визначили вік сміттєвих вигод - від 1615 до 34355 років.
Потім біологи витягли субфосильні залишки комах (в основному кінцівки) і з їх морфології визначили, що перед ними жуки з сімейства чорнотелок (). Більшість зразків дослідники віднесли до виду, який і зараз мешкає в Північній Америці, в тому числі в парку Джошуа-Три. Вчені виділили ДНК із субфосилій, після чого секвенували мітохондріальний геном і ядерну рибосомну ДНК (28S). Також Сміт з колегами виділили ДНК з музейних зразків і сучасних чорнотілок, а потім провели філогенетичний аналіз, який підтвердив, що зразки з парку Джошуа-Три відносяться до виду. Однак секвеновані послідовності ДНК зразків зі Сьєрра-де-Хуарес не вдалося обробити.
Автори роботи зазначають, що комахи відіграють велику роль в екосистемах, тому вивчення стародавньої ДНК цих організмів зі сміттєвих дільниць гризунів дозволить зрозуміти, як змінювалися екосистеми протягом тисячоліть.
Нещодавно ми розповідали про те, що вчені виділили стародавню ДНК із субфосилій рогатого крокодила з Мадагаскару. Вивчення виділеного генетичного матеріалу дозволило з'ясувати родинні зв'язки цього крокодила.