Klimatförändringar trolig orsak till den ullhåriga noshörningens utdöende

Utdöendet av förhistoriska djurarter som grottlejonet, den ullhåriga mammuten och den ullhåriga noshörningen vid slutet av den senaste istiden har ofta tillskrivits människans expansion över världen. Ny genforskning publicerad i Current Biology visar att åtminstone den ullhåriga noshörningens utdöende kan ha haft andra orsaker.

– Den ullhåriga noshörningen hade gener som var anpassade till ett kallt klimat, och vi ser ingen minskning i antalet individer i samband med att människan dyker upp i nordöstra Sibirien. Klimatförändringar vid istidens slut är därför en troligare orsak till artens utdöende än mänsklig påverkan, säger Love Dalén, professor i evolutionär genetik vid Centrum för paleogenetik, ett samarbete mellan Stockholms universitet och Naturhistoriska riksmuseet.

Genom att för första gången kartlägga den ullhåriga noshörningens arvsmassa fann forskarna att den ullhåriga noshörningen hade en stabil populationsstorlek och hög genetisk variation ända fram till bara några tusen år innan den försvann från Sibirien. Detta tyder på att utdöendet gick snabbt. När istiden tog slut blev temperaturen troligen för hög för de arter som var anpassade till ett kallt klimat.

– Man trodde ursprungligen att människor dök upp i nordöstra Sibirien för fjorton eller femton tusen år sedan, ungefär vid samma tidpunkt som den ullhåriga noshörningen försvann. Men nyligen har flera mycket äldre platser för mänsklig bosättning upptäckts, varav den mest kända är cirka trettiotusen år gammal. Och vi ser faktiskt tvärtom en ökning av antalet ullhåriga noshörningar under denna period, säger Love Dalén.

För att undersöka hur antalet noshörningar i Sibirien förändrades över tid studerade forskarna DNA från vävnads-, ben- och hårprover.

– Genom att extrahera och sekvensera DNA kunde vi kartlägga hela arvsmassan från en individ, samt mitokondriernas DNA från ytterligare 13 individer, vilket gjorde det möjligt att titta tillbaka i tiden och undersöka hur populationsstorleken förändrades, säger Edana Lord, doktorand vid Centrum för paleogenetik.

Arvsmassan är den totala DNA-koden som finns i en organism, och innehåller hos däggdjur flera miljarder bokstäver. Mitokondrierna är cellernas små kraftverk vilka har en egen, mycket mindre, DNA-molekyl som är cirka 16 000 bokstäver lång. Genom att mäta den genetiska variationen kunde forskarna även uppskatta hur genetiskt livskraftig den ullhåriga noshörningen var under tiotusentals år innan den dog ut.

– Vi fann att antalet noshörningar ökade i samband med en kall period för ungefär 29 000 år sedan. Därefter verkar populationen ha varit stabil och den hade även en låg grad av inavel fram till några tusen år innan utdöendet, säger Nicolas Dussex, postdoktor vid Centrum för paleogenetik.

Kartläggningen av den ullhåriga noshörningens arvsmassa avslöjade också genetiska anpassningar som troligen hjälpte arten att frodas i kallt klimat. En av de genvarianter forskarna identifierade, en typ av receptor i huden som känner av varma och kalla temperaturer, har också hittats hos den ullhåriga mammuten. Anpassningar som dessa stödjer hypotesen att den ullhåriga noshörningen, som var särskilt anpassad för det kalla sibiriska klimatet, kan ha minskat i antal på grund av en kortare värmeperiod kallad Bølling-Allerød. Perioden sammanföll med artens utdöende i samband med att den senaste istiden närmade sig sitt slut.

– Sammantaget gör våra analyser att vi kopplar den ullhåriga noshörningens utdöende till klimatet snarare än till mänsklig påverkan, även om mänsklig påverkan inte kan uteslutas. Det är viktigt eftersom det tydliggör klimatets roll i samband med arters utdöende, säger Edana Lord.

Forskargruppen hoppas att framöver kunna studera DNA från ytterligare individer som levde under de sista 4 500 åren innan utdöendet, i syfte att undersöka vad som hände under den tidsperiod som ledde fram till att arten försvann.

– Det vi vill göra nu är att kartlägga arvsmassan från fler noshörningar som är mellan arton och fjorton tusen år gamla, för de måste ju börjat minska i antal någon gång, säger Love Dalén.

Forskargruppen studerar även andra djur som levde i Sibirien vid den senaste istidens slut, för att undersöka hur klimatförändringarna påverkade dem.

– Vi vet att klimatet förändrades mycket, men frågan är hur mycket olika arter påverkades och vad de hade gemensamt, säger Love Dalén.

Artikel:

En artikel om kartläggningen finns publicerad på Current Biology (@CurrentBiology), som publiceras av Cell Press, en internationellt ledande tidskrift inom forskningsfältet biologi. Se länk nedan:

Current Biology, Lord et al.: “Pre-extinction demographic stability and genomic signatures of adaptation in the woolly rhinoceros” www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)31071-X 10.1016/j.cub.2020.07.046

Centrum for paleogenetik är ett samarbete mellan Stockholms universitet och Naturhistoriska riksmuseet, som för samman forskare från olika discipliner, såsom biologi, arkeologi och geologi, i en banbrytande forskningsmiljö fokuserad på analyser av forntida DNA.

Arbete stöttades av FORMAS, Swiss National Science Foundation, Carl Tryggers Stiftelse för Vetenskaplig Forskning, European Research Council Consolidator Award och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

Kontakt:

Love Dalén, Centrum för paleogenetik, Professor i evolutionär genetik vid Naturhistoriska riksmuseet, Love.Dalen@nrm.se; Tel: 070-7772794

Edana Lord, Centrum för paleogenetik, Doktorand vid Zoologiska institutionen vid Stockholms universitet, edana.lord@zoologi.su.se

Nicolas Dussex, Centrum för paleogenetik, Postdoktor vid Zoologiska institutionen vid Stockholms universitet, nicolas.dussex@gmail.com, Tel: +41-795757574

Pressavdelningen, Stockholms universitet press@su.se, Tel: 08-16 40 90

Martin Testorf, Naturhistoriska riksmuseet Martin.Testorf@nrm.se, Tel: 08 519 540 37