Международная команда из 137 исследователей из 64 стран объединила геномные и палеонтологические данные и пришла к выводу, что летучие мыши, вероятнее всего, возникли в Европе около 65 млн лет назад. Результаты работы опубликованы в научном журнале Nature.
Это крупнейшее совместное исследование геномов и ископаемых остатков летучих мышей. Оно опровергает прежние гипотезы об азиатском, африканском или североамериканском происхождении этих животных. Согласно новым данным, их ранние потомки затем расселились в Африку, сформировав европейско-африканский центр, из которого летучие мыши распространились в Азию, Америку и Австралию.
Исследование охватывает 103 вида и все 21 ныне признанное семейство летучих мышей. Команда собрала крупнейшую на сегодня коллекцию высококачественных геномов летучих мышей, используя передовое секвенирование ДНК и вычислительные методы. Геномы объединили с 44 ископаемыми летучими мышами со всего мира, чтобы реконструировать эволюционную историю единственных млекопитающих, способных к настоящему (со взмахами крыльев) полету.
Для создания набора данных потребовались образцы, собранные за десятилетия по всему миру, включая представителей одних из самых редких и необычных семейств летучих мышей из труднодоступных мест.
Летучие мыши — одни из самых удивительных млекопитающих на Земле. Это единственные млекопитающие, способные к настоящему активному полету. Большинство из них ориентируются и охотятся в полной темноте, используя только звук. Более 1,5 тыс. видов распространены по всему земному шару: летучие мыши составляют пятую часть всех живущих млекопитающих и играют важнейшую роль в поддержании здоровых экосистем — опыляют растения, распространяют семена и уничтожают огромное количество насекомых-вредителей.
Несмотря на их необычную биологию и экологическую важность, ученые десятилетиями не могли ответить на фундаментальные вопросы об эволюции летучих мышей: откуда они пришли, как связаны между собой семейства, когда возникли полет и эхолокация и как появились их уникальные черты. Новая работа дает ответы на многие из этих давних вопросов. Команда проанализировала геномы и ископаемые остатки с помощью новых методов и пересмотрела эволюционное древо летучих мышей, разрешив ряд многолетних споров о родстве основных групп.
«Летучие мыши постоянно нас удивляют. Это один из величайших экспериментов эволюции. Этот исключительной геномный ресурс — результат многолетнего международного сотрудничества Bat1K — наконец позволяет нам понять, как возникла их удивительная биология», — сказала старший автор работы Соня Вернес из Университета Сент-Эндрюса в Шотландии.
Кроме того, многие виды летучих мышей демонстрируют удивительную устойчивость к болезням и живут исключительно долго для своего размера. Геномный ресурс, созданный для этого исследования, дает ученым первую надежную эволюционную основу для изучения генов, стоящих за этими чертами. В перспективе эта работа может помочь исследованиям старения, иммунитета и устойчивости к болезням у человека.
Палеонтологические данные также дают важные подсказки о другой давней загадке — когда у летучих мышей впервые появилась эхолокация. Расположение ископаемой летучей мыши Vielasia в самой древней ветви семейного древа указывает на то, что эхолокация возникла до диверсификации современных летучих мышей. Это говорит о том, что две определяющие черты их биологии — эхолокация и активный полет — сформировались вскоре после происхождения группы, что помогает объяснить выдающийся эволюционный успех летучих мышей за последующие 65 млн лет.
Команда также реконструировала геном предка летучих мышей, показав, как мог выглядеть первый геном млекопитающего, способного к полету. Это дает ученым геномную карту того, как одна линия млекопитающих развила активный полет, продвинутый биосонар, исключительное долголетие и необычную устойчивость к болезням — основу для отслеживания генетической базы этих черт, значимых далеко за пределами изучения летучих мышей.
Ранее ученые раскрыли секрет исключительной стойкости летучих мышей к онкологическим заболеваниям.