Jak nám po zahradách běhali nosorožci - Vyhynutí srstnatého druhu v kódu DNA

O vymírání pleistocénní megafauny byl v nedávné době publikován na blogu příspěvek, který patří ke zhodnocení příčin jejího vymření na konci této geologické epochy, a je také zpracováním studie poukazující na existenci několika příčin této události. Ačkoliv by bylo prozaické předpokládat, že za něj mohou lidé (což byl donedávna i můj subjektivní pohled na tuto problematiku) a je nesporné, že k němu lidský lov a osídlení z části přispěl a na své intenzitě nabral především v některých oblastech jako Jižní Amerika a Evropa, tak k němu nepochybně přispěly i jiné příčiny jako změny klimatu, vulkanismus a oslabené populace některých zástupců megafauny. Mezi druhy, které vyhynuly v době mezi 40 000 až 9 000 lety před naším letopočtem bychom našli mastodonty (Mammut sp.), prakticky celou jihoamerickou a australskou megafaunu, jeskynní lvy (Panthera (leo) spelaea) a hyeny (Crocuta spelaea), většinu mamutů (Mammuthus sp.) a nebo všichni srstnatí nosorožci (Coelodonta sp.). Právě tito úspěšní herbivoři obývali oblast celé Eurasie a fosilie zubů i jiných kosterních elementů z Yukonu ukazují, že jejich příbuzní možná překonali pevninskou Beringii a dostali se až do Severní Ameriky. Byli velmi rozšíření a jejich fosilizované pozůstatky jsou časté na mnoha místech, patřili mezi obvyklé zástupce megafauny. Přesto mizí srstnatí nosorožci z fosilního záznamu v době před zhruba 10 000 lety před naším letopočtem a některé indicie mohou naznačovat, že šlo o na extrémní a chladný klimat méně adaptované druhy, než-li byli třeba právě mamuti, a klimatické změny i lidská populace mohla jejich stavy značně redukovat. Podle analýzy DNA, kterou nová studie zhodnocuje, ovšem za jejich vymření může především proměnlivý klimat svrchního pleistocénu i mladšího Dryasu.

Srstnatí nosorožci jsou vědecké obci známí už od konce 18. století, přestože historické objevy jejich fosilií i subfosilních pozůstatků jsou mnohem starší, a jedná se o typicky zpodobňované zástupce eurasijské pleistocénní megafauny. Tito býložravci mizí z fosilního záznamu v doby před zhruba 10 000 lety před naším letopočtem a na základě soudobých údajů se zdá, že k jejich zániku nepřispěla pouze lidská aktivita a změny klimatu. Zde exemplář vystavený ve francouzském Muséum de Toulouse. Kredit: Didier Descouens, převzato z Wikipedie

Nosorožec srstnatý je příkladem zástupce velké pleistocénní megafauny na území Eurasie na přímo ukázkové úrovni, pokud to tak lze říci. Tento velký savec dosahoval délky okolo 3 až 3,8 metru a mohl vážit až 2 metrické tuny, byl velmi podobný současným druhům afrických nosorožců s několika rozdíly, hlavní byl v jeho srstnatém pokryvu těla a také lehce odlišnému uspořádání rohů. Šlo o solitérního herbivora, který se vyskytoval od současného Španělska po východní Rusko a Čínu, a poprvé jej ve fosilním záznamu nalézáme v době před zhruba 3,6 miliony let v oblasti současného Tibetu (samotný rod Coelodonta, nikoliv přesně C. antiquitatis). Mezi jeho současníky patřili výše jmenovaní velcí savci i dravé šelmy, člověk a zastoupení dalších rozmanitých druhů. Podle analýz DNA staré zhruba 70 000 až 40 000 let také víme, že jeho blízkým příbuzným je dnes nosorožec sumatérský (Dicerorhinus sumatrensis), ale narozdíl od něj se vyskytoval na otevřených planích v oblasti stepí a stepní tundry, nazývané také mamutí tundra. Pravěcí lidé s ním byli dobře obeznámeni a nacházíme jej jak na rytinách jeskyní, na malbách i v podobě vyřezávaných figurek s jeho podobiznou. Jak bylo řečeno v úvodu, tento druh úžasného býložravce se vyskytoval po dobu více než 3 milionů let geologického času, ale vymírá v době před zhruba 10 000 až 8 000 lety před naším letopočtem spolu s drtivou většinou někdejší pleistocénní megafauny v Eurasii a Severní Americe. Je otázkou, s jakými příčinami jeho vymření korelovalo, ale dozajista zde byl zastoupen lidský lov a možná i změny klimatu v době konce doby ledové.

Výzkum druhu Coelodonta antiquitatis se opírá o sekvence DNA izolované ze 14 exemplářů, jejich srsti, kůže, kostí a dalších zachovaných zbytků, sibiřské populace tohoto druhu z rozhraní, kdy by měli tito býložravci mizet z fosilního záznamu. Na studii tohoto aspektu života kvartérního nosorožce se podílelo velké množství autorů z různých institucí, celou ji vedl Love Dalén z postu profesora evoluční genetiky v Centru pro paleogenetiku (společná instituce Švédského přírodovědeckého muzea a Stockholmské univerzity).

Badatelé přicházejí s názorem, že vyhynutí tohoto druhu v oblasti současné východní Asie a Sibiře nekoreluje s prvním lidským osídlením, jak bylo původně souzeno. Ve studii narážejí na několik recentních nálezů lidského osídlení lovců a sběračů ze stejných a blízkých oblastí, které jsou nejméně dvakrát staré (cca 30 000 let před naším letopočtem) než poslední fosilie zdejších srstnatých nosorožců (cca 14 000 let před naším letopočtem). Patrně zde existovaly oba druhy savců vedle sebe po nějaký čas a dokonce se zdá, že v tento časový interval mezi 30 000 a 14 000 lety se populace nosorožců držela stabilní a měla stoupající tendenci.

Autorům se podařilo identifikovat a izolovat jadernou DNA z buněk zkoumaných exemplářů a vedle toho ještě 14 mitochondriálních genomů, z těchto vzorků posléze rekonstruovali přibližnou podobu a velikost populace těchto zvířat na Sibiři v době končícího pleistocénu a početnost samic, které mohly úspěšně rozvíjet populaci i do dalších tisícovek let.

Genetická rozmanitost získaných informací ukazuje, že v době příchodu lidí na Sibiř a současně nástupu chladného období před zhruba 29 000 lety měla populace nosorožců srstnatých vzrůstající populaci a následně byla po dobu příchodu lidí konstatní, přestože k rozmnožovacím cyklům nedocházelo v takové míře jako předtím. Konstrastuje to s údaji, které bychom čekali, pokud bychom předpokládali, že po příchodu lidské populace v důsledku aktivního lovu začalo těchto živočichů ubývat. Data nicméně ukázala, že se jejich populace držela, z hlediska genetické různorodosti, ve stabilních počtech poměrně velkých, ale začala být stagnující a klesající v době před zhruba 18 500 lety. To je tedy zhruba o 4,5 tisíc let dříve, než mizí v této oblasti nosorožci z fosilního záznamu.

Je zajímavé, že období poklesu populace tohoto druhu se překrývá s obdobím poměrně velkého globálního oteplení před koncem doby ledové, které je nazývané Bølling-Allerød Interstadial. Autoři studie při analýze DNA zjistili, že se srstnatým nosorožcům vyvinuly specifické adaptace pro snášení chladného klimatu (šlo o receptory na kůži pomocí nichž živočich dokázal rozlišovat teplotu svého okolí) pomocí genetických mutací.

Paradoxně tedy mohlo rychlé oteplení nosorožce zahubit mnohem účiněji z důvodu, že neměli dostatek času na adaptace, které by jej dokázaly snést. Jejich populace sice byly stabilní a geneticky rozmanité, nicméně pravděpodobně tento časový úsek stačil k tomu, aby byly později ovlivněny ještě mladším Dryasem a jejich počty se během krátké doby destabilizovaly natolik, že nadále nemohly životaschopné populace udržet. Paradoxní je tento případ z důvodu, že donedávna jsme předpokládali, že Coelodonta antiquitatis nebyl na chladný klimat tak dobře uzpůsobený druh a demonstrace tohoto názoru byla založena na nepřekonání Beringovy úžiny.

Tento výzkum je tedy zajímavý z několika důvodů, zprvu už jen pro to, že se opírá o výzkum DNA prehistorického živočicha. Dále shrnuje, že lidský lov patrně neměl na populace těchto živočichů tak markantní vliv, jak jsme dosud předpokládali, minimálně je neovlivnil natolik, jak by se mohlo na první pohled zdát. druh Coelodonta antiquitatis tedy s největší pravděpodobností zahubily rychlé změny klimatických podmínek ke konci ledových dob. Je ovšem těžké říct, zda se toto vztahuje i na zbytek pleistocénní megafauny a to by mohl prozradit další výzkum.

Vědecká skupina se chce v dalším postupu zaměřit na studování zachovalých vzorků DNA z kritického období mezi 18 500 až 14 000 lety před naším letopočtem a sledovat vývoj populací nosorožců v tuto dobu.