Палеонтологи научились выделять ДНК из скорлупы древних яиц

Палеонтологи из Австралии и Новой Зеландии смогли получить ДНК из скорлупы птичьих яиц, пролежавшей в земле от нескольких столетий до нескольких сотен тысяч лет. Исследователям удалось выделить как митохондриальную, так и ядерную ДНК из ископаемой скорлупы птиц различных видов, среди которых преобладали представители надотряда бескилевых – крупных нелетающих птиц. Всего палеонтологи изучили 18 образцов скорлупы из 13 различных местонахождений на территории Австралии, Новой Зеландии и Мадагаскара.

Возраст самых молодых образцов составлял порядка 400 лет, самых древних – около 50 тысяч лет. Правда, с двумя самыми старыми образцами опыт закончился неудачей и возраст древнейших из успешно извлеченных образцов ДНК составил 19 тысяч лет (для образцов митохондриальной ДНК, возраст самой старой ядерной ДНК – 13 тысяч лет).

Скорлупа, которую изучали палеонтологи, принадлежала нескольким различным видам птиц. Среди них были и вымершие – птица моа (Dinornis) из Новой Зеландии и эпиорнисы, их еще называют "слоновыми птицами" с Мадагаскара (Aepyornis и Mullerornis) и ныне живущие виды – австралийские страусы эму (Dromaius). Неудачей закончился только эксперимент со скорлупой яиц птицы гениорнис (или джениорнис) - (Genyornis newtoni), жившей на территории Австралии около 50 тысяч лет назад. Или 50 тысяч лет – слишком большой срок для ДНК, или условия в месте захоронения скорлупы этих птиц оказались неподходящими, но в скорлупе гениорнисов обнаружить ДНК не удалось. Зато исследование остальных образцов оправдало ожидание палеонтологов.

По информации одного из авторов исследования, палеонтолога Майкла Бьюнса (Michael Bunce) из университета Мердока в Австралии (Murdoch University), до сих пор скорлупа древних яиц не рассматривалась в качестве источника ДНК. ДНК пытались извлекать из костей или шерсти животных. Но древние кости, подвергавшиеся процессам разложения и много лет пролежавшие в земле, оказываются очень сильно загрязнены различными бактериями и извлекая из них генетический материал, палеонтологи очень часто получают вовсе не ДНК древнего животного, а всего лишь ДНК этих бактерий. Но скорлупа, предназначенная для защиты содержимого яиц от неблагоприятных внешних воздействий, могла, по предположению ученых, оказаться значительно лучшим резервуаром для сохранения генетического материала.

Для того, чтобы экстрагировать ДНК из скорлупы, ученые применили стандартную методику, использующуюся и для извлечения ДНК из костей, но с некоторыми изменениями. Если обычно большую часть извлеченного из образца карбоната кальция выбрасывают, то в данном случае ученые использовали в дальнейших исследованиях и его, предположив, что внутри плотных известковых слоев ДНК сохранилась лучше всего. Так и оказалось на самом деле.

Перед началом экспериментов специалисты полагали, что молекулы ДНК удастся найти только во внутренних слоях скорлупы, куда они могли попасть из зародышевых оболочек внутри яйца, но оказалось, что они более-менее равномерно распределены по всем слоям. Исследователи счистили с обломков скорлупы только наиболее загрязненный внешний слой.

Сравнив полученные в ходе этого исследования результаты с результатами анализов костей тех же вымерших птиц, авторы работы пришли к выводу, что полученный из скорлупы генетический материал содержит в 125 раз меньше примесей бактериальной ДНК, чем аналогичный материал, полученный из костей птиц. Кроме того, в яичной скорлупе ДНК сохраняется как минимум на протяжении 19 тысяч лет – и это в жарком тропическом климате, который способствует быстрому разложению сложных органических молекул. Причем, сохранность молекул ДНК не зависела от толщины скорлупы, значит, этот метод применим не только для исследования генетического материала древних гигантских птиц – таким образом можно получать ДНК и из скорлупы небольших яиц.

В последнее время были опубликованы результаты нескольких исследований ДНК древних нелетающих птиц. В ходе одного из этих исследований палеонтологи пришли к выводу, что в популяциях нелетающих птиц моа самцов было значительно меньше, чем самок, а другая работа показала, что ближайшими родственниками моа были нелетающие птицы тинаму из Южной Америки. Но обе эти работы были основаны на исследовании ДНК, извлеченной обычным способом – из костей древних птиц.

Результаты нового исследования опубликованы в издании Proceedings of The Royal Society B, а на сайте rspb.royalsocietypublishing.org в настоящее время доступна полная версия этой публикации.