Геномы и ископаемые указывают на Европу как вероятную родину летучих мышей

История летучих мышей могла начаться в Европе, прежде чем их потомки расселились по миру. Именно такой вариант происхождения поддерживает реконструкция, опубликованная 23 сентября в Nature и объединившая геномы 103 видов с анатомическими сведениями о современных и ископаемых животных. Результат получен из сочетания следов прошлого: родства, сохранённого в ДНК, формы тел и мест обитания древних животных. Вместе эти записи позволяют исследовать, где находились ранние линии и как они приобрели своё разнообразие.

Полёт помог летучим мышам добраться до далёких мест, поэтому их нынешнее распространение само по себе недостаточно для определения места происхождения группы. Это единственные млекопитающие, способные к активному полёту, и сегодня они живут на всех континентах, кроме Антарктиды. Среди более чем 1500 видов есть потребители насекомых, плодов, нектара и другой пищи. Чтобы восстановить эту историю, нужно отделить последующее расселение от региона, занятого первыми представителями линии, а также учесть скудную палеонтологическую летопись и сложные генетические связи.

В работе Ариадны Э. Моралес и коллег международная команда консорциума Bat1K начала с улучшения генетического сравнения. Референсный геном — это упорядоченная сборка последовательности ДНК, служащая основой для поиска и сравнения участков у разных животных. В этом исследовании сборки достигли уровня хромосом — структур, в которых организована ДНК. Это позволяет сравнивать участки в более непрерывной структуре, а не опираться только на множество разрозненных фрагментов.

Эти 103 вида представляли все 21 признанное семейство летучих мышей; для работы были созданы 42 геномные сборки. Исследователи использовали участки ДНК, считающиеся нейтральными, то есть менее непосредственно затронутыми отбором на определённую функцию, чтобы оценить отношения между предковыми линиями. Полученное дерево, называемое филогенией, показывает, какие линии имеют более близких общих предков. Не каждый участок генома рассказывает одну и ту же историю: быстрое расхождение линий, древние скрещивания и независимо возникшее сходство могут создавать противоречивые сигналы.

Ископаемые добавили к сравнению ориентиры во времени и пространстве. Анатомический набор объединил 699 признаков у 65 видов, в том числе 44 ископаемых. Форма каждого экземпляра помогает определить его место на дереве; возраст показывает, когда линия уже существовала; место находки фиксирует географическое присутствие. Модели соединяют эти сведения для оценки времени, родства и перемещений, учитывая, что линии возникают, исчезают и оставляют неполную летопись.

После объединения этих сведений реконструкция отдала предпочтение происхождению в Европе в конце палеоцена — геологической эпохи, завершившейся около 56 миллионов лет назад. Прежние гипотезы указывали на Северную Америку, Африку или Азию. Новый анализ также сократил ранние ветви без ископаемых представителей по сравнению с оценками, основанными только на молекулярных данных. Таким образом, включение сохранившихся экземпляров изменило и предложенную географию, и оценённую продолжительность древнейших участков этой истории.

Другой результат касается эхолокации — издания звуков и интерпретации их эха для обнаружения препятствий и добычи. В рассмотренной разновидности звуки создаются в гортани. Положение ископаемых на дереве указывает, что эта способность предшествовала диверсификации современных семейств; полёт также уже был частью ранней истории группы. Анализ пока не определяет, какая из двух способностей появилась первой. Для ответа нужно лучше узнать животных, близких к началу этой линии.

Европейское происхождение — вывод, зависящий от доступных ископаемых и моделей, используемых для их упорядочивания; переходное животное, которое позволило бы проследить появление летучей мыши, остаётся неизвестным. Новое дерево даёт более согласованную основу для изучения этого пробела и понимания того, как полёт, ориентация по эху и другие признаки распределились между линиями. Объединяя родство, анатомию и местоположение, исследование связывает вопросы, которые прежде изучались по более разрозненным частям прошлого.