Buzz
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã trích xuất và giải mã trình tự DNA từ xương thú 360.000 năm tuổi của loài gấu hang động đã tuyệt chủng Ursus kudarensis được tìm thấy trong một hang động ở dãy núi Caucasus.
Hóa thạch mà nhóm nghiên cứu phân tích thuộc về loài gấu hang động của kỷ Pleistocen có tên là Ursus kudarensis praekudarensis, chúng được cho là tổ tiên của loài gấu hang động Caucasian - Ursus kudarensis kudarensis.
Mẫu vật được tìm thấy trong hang động Kudaro nằm ở Nam Caucasus, Ossetia, Georgia. Tiến sĩ Axel Barlow, nhà nghiên cứu tại Đại học Nottingham Trent và Đại học Potsdam cho biết: 'Việc phân tích toàn bộ dữ liệu bộ gen của chúng đã tiết lộ một lịch sử tiến hóa mới của loài gấu hang động'.
Ông và các đồng nghiệp của mình đã phân tích và tách ra hàng tỷ chuỗi DNA ngắn riêng lẻ đại diện cho hỗn hợp DNA từ loài gấu hang động khỏi chất gây ô nhiễm tích tụ ở hóa thạch trong hàng trăm nghìn năm qua.
Gấu hang động, họ hàng lớn hơn và ăn chay của gấu Bắc Cực và gấu nâu, đã chết ở khu vực ngày nay là Georgia trong kỷ Pleistocen giữa. Loài gấu hang rất to lớn, con đực nặng tới 2.200 pao (khoảng 1 tấn). Trọng lượng tối đa của cả loài gấu Kodial và gấu Bắc Cực - cá thể lớn nhất đang tồn tại ngày nay chỉ khoảng 1.760 pao (800 kg), còn trọng lượng trung bình là 1.100 pao (500 kg).
Tiến sĩ Barlow cho biết: 'Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy phân tử tuyệt vời này có thể tồn tại lâu hơn những gì mà chúng ta nghĩ trước đây, đồng thời cũng mở ra cơ hội mới cho việc điều tra di truyền ở những khoảng thời gian bị bỏ ngỏ trước đó'.
'Chúng tôi đã phát hiện và phân tích một chiếc xương hóa thạch có tuổi đời lâu hơn khoảng 7 lần so với bất kỳ mẫu hóa thạch nào chúng tôi đã nghiên cứu trước đây, và nghiên cứu này cho thấy dữ liệu gen có thể được khôi phục từ các mẫu vùng ôn đới kéo dài hơn 300.000 năm'.
'Điều này cũng chứng tỏ rằng loài gấu hang động có thể đã tồn tại trên Trái Đất trước cả khi loài của chúng ta - Homo sapiens xuất hiện'.
Tiếp đó, các nhà khoa học đã sử dụng phân tích và tính toán để sắp xếp các chuỗi gen ngắn với bộ gen tham chiếu của một sinh vật có liên quan, trong trường hợp này là gấu Bắc Cực.
Nhóm nghiên cứu giải thích: 'Từ tổng số 2,6 tỷ phân tử được sắp xếp theo thứ tự, chúng tôi đã có thể lập bản đồ 2,1 Gb của các chuỗi gen với độ tin cậy cao cho tập hợp bộ gen tham chiếu của gấu Bắc Cực'.
Rất nhiều nhà khoa học trước đây đã khẳng định rằng gấu hang tồn tại ít nhất cách đây 15.000 năm, nhưng các phương pháp nghiên cứu trước đó thường gặp sai lệch trong việc xác định niên đại và thường nhầm lẫn giữa gấu hang và gấu nâu. Tên gọi 'hang động' xuất phát từ việc hóa thạch của loài này thường được tìm thấy chủ yếu trong các hang động, cho thấy gấu hang động có thể đã sử dụng các hang động để ngủ đông trong thời gian dài hơn so với gấu nâu'.
Để hiểu rõ hơn về quá trình tiến hóa của gấu hang động, nhóm nghiên cứu đã thu thập bộ gen của gấu hang động Ursus kudarensis praekudarensis, sau đó so sánh với các loài khác từ 35.000 đến 70.000 năm trước để cung cấp mẫu gen về tất cả các dòng chính của gấu hang động.
Vì sự chênh lệch về thời gian giữa các mẫu hóa thạch của gấu hang động rất lớn, nhóm nghiên cứu có thể đếm được số lượng đột biến DNA đã xảy ra trong khoảng thời gian này.
Từ đó, họ có thể tính toán tỷ lệ đột biến DNA trong bộ gen của gấu hang động, cũng như thời gian mà các dòng gen khác nhau đã phân biệt.
Bằng cách sử dụng tỷ lệ đột biến mới tính toán được, họ đã phát hiện ra rằng gấu hang động và các họ hàng hiện đang sống của chúng - gấu nâu và gấu Bắc Cực - đã chia ra khỏi tổ tiên chung của chúng khoảng 1,5 triệu năm trước.
Trước đây, đã được chỉ ra rằng gấu hang động đã lai với gấu nâu, với một tỷ lệ đột biến nhất định, và bây giờ họ có thể xác định niên đại của những sự kiện này.
Thời điểm tuyệt chủng mới xác định là cách đây 27.800 năm, thời kỳ này cùng với giai đoạn biến đổi khí hậu đáng kể được gọi là Đỉnh Lạnh cuối cùng khi nhiệt độ giảm thấp đã làm cho các loài thực vật mà gấu hang ăn không còn tồn tại (loài gấu nâu hiện nay là loài ăn tạp). Sự mất mát nguồn thức ăn đã dẫn đến sự tuyệt chủng của loài gấu hang Ursus spelaeus, một trong nhóm động vật to lớn bao gồm cả loài voi mamut, tê giác lông mịn, nai khổng lồ và sư tử sống trong hang.
Các tác giả đã phát hiện rằng gấu hang thường trao đổi ADN hạt trong quá trình tiến hóa của chúng. Họ cũng nhận ra rằng nhiều sự kiện quan trọng trong quá trình tiến hóa của loài gấu có thể được kích thích bởi sự thay đổi khí hậu toàn cầu khoảng một triệu năm trước, khi các thời kỳ lạnh trở nên dài hơn và cường độ hơn và các thời kỳ nóng.
Tiến sĩ Barlow nói: 'Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể xác định tỷ lệ đột biến của bộ gen gấu hang động'.
'Sử dụng thông tin này, chúng tôi đã phát hiện ra rằng những thay đổi lớn về khí hậu có thể là nguyên nhân đẩy mạnh các sự kiện tiến hóa lớn ở những con gấu khổng lồ này'.
