شیرهای غار (Panthera spelaea)، که از اوایل قرن نوزدهم توصیف شدهاند، همواره به عنوان نسخههای بزرگتر و مقاومتر شیرهای امروزی (Panthera leo) به تصویر کشیده شدهاند. با این حال، مطالعه جدیدی بر روی DNA این گونه منقرض شده، نشان داده است که این جانور، یک تیره تکاملی بسیار متمایز با ویژگیهای زیستی منحصر به فرد خود بوده است.
این پژوهش که توسط محققان دانشگاه استکهلم و موزه تاریخ طبیعی سوئد در مرکز دیرینهشناسی (CPG) انجام شده، ۱۲ ژنوم از شیرهای غار نمونهبرداری شده از سراسر اوراسیا و شمالگان آمریکای شمالی را که دورهای بیش از ۱۰۰ هزار سال را پوشش میدهند، مورد تجزیه و تحلیل قرار داده است. این نمونهها سپس با ۲۰ ژنوم از شیرهای مدرن آفریقا و جنوب آسیا مقایسه شدند.
بازنگری در تبارنامه تکاملی شیرهای غار
دیرینگی و جدایی از شیرهای مدرن
برای استخراج DNA مورد نیاز این مطالعه، محققان استخوانها و دندانهای شیرهای غار را هدف قرار دادند. همچنین موفق به استخراج DNA از چندین نمونه بافت نرم، از جمله دو توله شیر غار با حفظشدگی فوقالعاده از شمال سیبری شدند. کاملترین این تولهها، مادهای به نام 'اسپارتا' است که بر اساس تاریخگذاری رادیوکربنی، حدود ۳۲ هزار سال قدمت دارد.
مقایسه ژنومهای شیر غار و شیر مدرن نشان داد که آنها گروههای کاملاً متمایزی را تشکیل میدهند، که این موضوع بیانگر جدایی طولانیمدت آنها از یکدیگر است. پیش از این مطالعه، تصور بر این بود که این دو گونه حدود ۵۰۰ هزار سال پیش از هم جدا شدهاند، اما اکنون این تخمین به بیش از ۱.۵ میلیون سال پیش گسترش یافته است.
ویژگیهای زیستی و ژنتیکی متمایز
دیوید استانتون، نویسنده اصلی این مطالعه و مدرس دانشگاه کاردیف، اظهار داشت: «شیرهای غار اغلب به عنوان نسخههای بزرگتر و مقاومتر از شیرهای مدرن به تصویر کشیده شدهاند. اما آنچه ما در ژنوم آنها میبینیم، بسیار شگفتانگیزتر است – یک تیره که بیش از یک میلیون سال به طور مستقل در حال تکامل بوده و ویژگیهای زیستی منحصر به فرد خود را انباشته کرده است.»
در حین مقایسه ژنومها، محققان چندین تفاوت ژنتیکی را شناسایی کردند که شیرهای غار را از نظر زیستی از شیرهای مدرن متمایز میکرد. این ژنهای متمایز با عملکرد مغز، بینایی، رشد و توسعه گردش خون مرتبط بودند، که نشان میدهد شیرهای غار نه تنها از نظر ظاهری با شیرهای مدرن متفاوت بودند، بلکه رفتار متفاوتی نیز داشتند.
شواهد فسیلی، هنری و ژنتیکی
این شواهد ژنتیکی با یافتههای فسیلی و همچنین هنر غارنشینان همخوانی دارد. با توجه به نحوه تصویرگری شیرهای غار توسط انسانهایی که در کنار آنها زندگی میکردند، محققان پیش از این مطمئن بودند که شیرهای نر فاقد یالهای برجسته شیرهای مدرن بودهاند. همچنین تصور میشود که آنها پوستی روشنتر از شیرهای مدرن داشتهاند.
با وجود جدایی بیش از ۱.۵ میلیون ساله، شیرهای غار و شیرهای مدرن در انزوا کامل تکامل نیافتند. محققان با مقایسه ژنومهای آنها، چندین دوره آمیزش بین این دو گونه را در طی دهها هزار سال شناسایی کردند. سهم ژنتیکی شیرهای مدرن نسبتاً اندک بود؛ با این حال، این رویدادها گسترده بودند و در چندین مقطع زمانی مختلف رخ دادند.
نقش تغییرات اقلیمی در آمیزش گونهها
محققان همچنین شواهدی یافتند که نشان میدهد این رویدادهای آمیزش به شدت با تغییرات اقلیمی گذشته در ارتباط بودهاند. تصور میشود که با گسترش صفحات یخی در فازهای سردتر، جمعیت شیرهای غار به سمت جنوب گسترش یافته و با جمعیت شیرهای مدرن در مناطقی مانند آسیای مرکزی و جنوب غربی آمیخته شدهاند. این موضوع با افزایش سطح اجداد شیر مدرن در ژنوم شیرهای غار در دورههای یخبندان تأیید میشود.
لاو دالن، یکی از نویسندگان مقاله، گفت: «نتایج ما نشان میدهد که تغییرات اقلیمی گذشته فراتر از شکلدهی زیستگاهها عمل کرده است. این تغییرات عملاً گونهها را گرد هم آوردند و فرصتهای کوتاهی برای آمیزش فراهم کردند که در غیر این صورت وجود نداشت.»
شواهد ژنتیکی به جمعیتی از شیرهای مدرن که اخیراً در آسیای جنوب غربی منقرض شدهاند، به عنوان محتملترین منبع این سطوح بالای DNA شیر مدرن در ژنوم شیرهای غار اشاره دارد. با این حال، این بدان معنا نیست که شیرهای غار به چنین جریان ژنی با شیرهای مدرن وابسته بودند؛ طبق گفته محققان، شیرهای غار بسیار پویا بودند و قادر به انتشار سریع ژنهای خود در فواصل طولانی و در بازههای زمانی نسبتاً کوتاه بودند.
تحلیل پیامدها
این مطالعه با بازنگری در درک ما از تکامل شیرهای غار، نشان میدهد که این جانوران صرفاً یک زیرگونه از شیرهای امروزی نبودهاند، بلکه یک خط تکاملی مستقل با ویژگیهای زیستی منحصر به فرد بودهاند. کشف آمیزش بین گونهای در طول دورههای تغییر اقلیم، درک ما از پویایی جمعیتها و چگونگی تأثیر محیط بر فرایندهای تکاملی را عمیقتر میکند. این یافتهها نه تنها به روشن شدن تاریخچه انقراض این گونه کمک میکنند، بلکه بینشهای جدیدی در مورد انعطافپذیری و انطباقپذیری گونههای پستاندار در مواجهه با تغییرات گسترده محیطی ارائه میدهند.
