DNA z dawnych włosów pomaga potwierdzić makabryczną dietę dwóch lwiąt z XIX wieku

Para wyspecjalizowanych lwów, którzy przemierzyli Kenię ponad sto lat temu, stała się ona znana jako "ludożercy z Tsavo". Te duże koty polowały i zjadały ludzi budujących lokalną linię kolejową. Jednak nowatorska analiza DNA włosów utkwiłych w dziurach zębowych u kotów ujawnia zróżnicowane - i czasami zaskakujące - menu. Okazuje się, że około 130-letni dziennik diety składał się z oryksów, zeber i tak, ludzi, jak donoszą badacze w artykule opublikowanym 11 października w "Current Biology". Niespodziewanie pojawiły się także ślady antylop topielnych: roślinożercy nie byli znani z wędrowania po regionie Tsavo w tamtym czasie, więc to odkrycie stawia pytania o to, jak drapieżnik spotkał się z ofiarą. Analiza, która była na tyle czuła, by zidentyfikować dwa oddzielne żyrafy z tej samej podgatunki, może być przydatna do lepszego zrozumienia stylów życia dawno zmarłych zwierząt i ekosystemów, w których żyły. "Ta metoda otwiera nowy obszar badań w przeszłość", mówi genetyk antropologiczny Ripan Malhi z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign. To potencjalnie może pozwolić naukowcom na odtworzenie diet sprzed tysięcy lat. Sławne czaszki i skóry zachowane lwów są przechowywane w Field Museum of Natural History w Chicago od 1925 roku i zawierają wskazówki na temat tego, co spowodowało predyspozycję zwierząt do polowania na ludzi. Na przykład obie lwy miały uszkodzone i złamane zęby, co mogło sprawić, że jedzenie z typowego menu dużych, silnych roślinożerców było bardziej wymagające. Głęboko w dziurach rozbitych kłów tkwią włosy od ssaków. Malhi i koledzy zastanawiali się, czy metody analizy DNA starych, zdegradowanych włosów mogą ujawnić tajemnice diety lwów. Podobne badania z sondowały genetykę syberyjskich mamutów, analizując DNA w starożytnych włosach - mówi ewolucyjna biolożka integracyjna Alida de Flamingh, także z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign. "To, co czyni nasze badanie wyjątkowym, to to, że zamiast zaczynać od znanego zwierzęcia, analizujemy włosy i kępy włosów, aby zidentyfikować zwierzęta, z których włosy pochodziły" - mówi. Zespół wyekstrahował i przepisał DNA z mitochondriów - struktur produkujących energię w komórkach - zarówno z pojedynczych włosów, jak i węzłów włosów. Następnie porównano genetyczne plany budowy z bazą danych ponad 20 różnych gatunków afrykańskich zwierząt, na podstawie DNA mitochondrialnego. Zespół znalazł dopasowania do wielu gatunków ofiar, w tym żyrafy, oryksy, antylopy wodne, zebra i wilki gnu. Ostatni gatunek jest zaskakujący: w 1898 roku najbliższy obszar żerowania gnu do miejsca, gdzie lwy zostały zabite, znajdował się około 90 kilometrów odległości. "Sugeruje to, że lwy z Tsavo mogły podróżować dalej, niż wcześniej sądzono, bądź też zebranie było obecne w regionie Tsavo w tamtym czasie" - mówi de Flamingh. Dla niektórych wykrytych gatunków badacze mieli wystarczającą ilość DNA, aby przepisać pełny, szczegółowy zestaw mitochondrialnego DNA - mitogenom. Porównując mitogenomy żyraf, zespół ustalił, że włosy pochodziły od dwóch odrębnych, indywidualnych żyraf. Tyler James Murchie, paleogenomicysta z andżu Hakai Institute na Wyspie Quadra w Kolumbii Brytyjskiej, który nie uczestniczył w badaniach, jest zaskoczony tym, że fragmenty DNA przetrwały tak długo w paszczach lwów w muzeum. Różnorodność menu również go zaskoczyła. "Wygląda na to, że te lwy były dość skuteczne, mając taki zakres diety pomimo tego, że jedna [z lwów] miała tak poważne uszkodzenie zęba". Badacze wykryli także DNA ludzkie w dentystycznym detrytuse drapieżników, co wzmocniło badania potwierdzające reputację lwów jako "ludożerców". Teraz, gdy zespół opracował tę metodę rekonstruowania przeszłych diet drapieżców, zastanawiają się, czy depozyty włosów mogą być badane bardziej szczegółowo. De Flamingh porównuje kępy włosów do warstw gleby. "Warstwy niższe w dolnych częściach dziury w zębie reprezentują zdobycz zjedzoną wcześniej w życiu, a warstwy na samej górze dziury są z niedawno zjedzonej zdobyczy" - mówi. Porównanie DNA między warstwami może ujawnić zmiany w dietach drapieżników w ciągu ich życia, być może z powodu konfliktu między człowiekiem a lwem, który trwa szeroko w Afryce, dodaje Flamingh. Ponadto, urazy zębowe takie jak te u lwów Tsavo często są sugerowane jako traumatyczne wydarzenie, które skłania lwy do polowania na ludzi i zwierzęta hodowlane. Takie zmiany mogą pojawić się w stosach zbitych włosów. "To badanie doskonale ilustruje, jak dużo unikalnej, ukrytej informacji genetycznej może czaić się w szczelinie kości czy artefaktu w muzeum, czekając na sprytnego badacza, aby zadać ciekawe pytanie" - mówi Murchie.