Американский «гепард» оказался не гепардом, а родственником пумы, питавшимся рыбой в Арктике

Новое исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Санта-Круз, меняет представление о Miracinonyx trumani — вымершем североамериканском хищнике, которого обычно называли американским гепардом. Анализ ядерных палеогеномов и стабильных изотопов показал, что это животное на самом деле не было гепардом. Оно являлось близким родственником пумы, отличавшимся высокой адаптивностью, а популяции, обитавшие на крайнем севере, по-видимому, в значительной степени полагались на рыбу для выживания в арктических условиях.

Результаты, опубликованные 4 сентября в журнале Current Biology, также расширяют известный ареал вида примерно на 20 градусов широты дальше на север, чем считалось ранее. В таких местах, как Вайоминг и Флорида, M. trumani жил как хищник-универсал в умеренных травянистых равнинах. Однако в арктическом Юконе эти кошки занимали совершенно иную экологическую нишу, являясь консументами третьего порядка и, вероятно, специализируясь на анадромных рыбах, таких как лосось.

Считается, что взрослые особи Miracinonyx trumani весили в среднем около 68 килограммов, достигали примерно 90 сантиметров в холке и около 2,4 метра в длину от головы до кончика хвоста. Их стройное тело и длинные передние конечности, возможно, помогали им эффективно передвигаться по открытым ландшафтам плейстоценовой Северной Америки. Хотя их пропорции напоминали современных гепардов, растущее количество доказательств позволяет предположить, что эти кошки были гораздо более универсальными охотниками, способными преследовать добычу на земле, а также использовать мощные передние лапы, чтобы хватать и удерживать ее.

«Эти кошки были поразительно гибкими, как пумы в своем нынешнем ареале, — сказала Молли Кассат-Джонстон, кандидат наук в Лаборатории палеогеномики Калифорнийского университета в Санта-Круз и ведущий автор исследования. — Мы обнаружили мутации с потерей функции в определенных генах, которые регулируют циркадные ритмы, что позволяет предположить, что они могли адаптироваться к экстремальным световым циклам лета и зимы в северных широтах».

Долгие годы M. trumani играл важную роль в теориях об экологии ледниковой эпохи Северной Америки. Ученые часто указывали на этого хищника как на возможное объяснение необычайной скорости американского вилорога. Согласно гипотезе «призраков прошлых хищников», вилороги стали исключительно быстрыми, потому что эволюционировали вместе с хищником, похожим на гепарда, способным к скоростной погоне. Однако новые геномные данные меняют эту картину. Исследователи подтвердили, что M. trumani был сестринским видом современной пумы и отделился от этой эволюционной линии около 2,6 миллиона лет назад. Таким образом, его узкое, «гепардоподобное» телосложение, по-видимому, является ярким случаем эволюционной конвергенции, когда неродственные виды независимо развивают схожие черты из-за сопоставимого давления окружающей среды.

Чтобы выяснить, как вид выживал в столь разных средах обитания, исследователи секвенировали геномы высокого покрытия из ископаемых остатков возрастом от 23 до 31 тысячи лет. Генетический анализ также выявил необычную сенсорную особенность: у M. trumani и всех линий кошачьих, включенных в исследование, отсутствовал функциональный ген, отвечающий за рецептор кислого вкуса. Известно, что кошки не чувствуют сладкого, но это первый зарегистрированный случай инактивации генов, связанных с восприятием кислого вкуса, у кошачьих. Подобные сенсорные потери иногда связаны с узкоспециализированным рационом.

«Этот вид хищников имеет огромный ареал, простирающийся от Арктики до южных штатов, — отметил соавтор исследования Мэттью Вуллер, профессор Колледжа рыболовства и океанических наук Университета Аляски в Фэрбенксе. — Они демонстрируют сверхспециализацию на двух концах своего ареала, питаясь при этом двумя совершенно разными источниками пищи».

Результаты также дают новые подсказки о том, почему M. trumani в конечном итоге исчез в конце плейстоцена. Исследователи обнаружили низкое генетическое разнообразие у животных как из Вайоминга, так и с Юкона. Однако, в отличие от современных пум, эти популяции не демонстрировали признаков сильного инбридинга или внезапных бутылочных горлышек популяции. Вместо этого генетические данные указывают на постепенное сокращение, которое длилось с раннего плейстоцена до позднего. Это долгосрочное сокращение может помочь объяснить, почему окаменелости этого вида относительно редки и почему кошки могли становиться все более уязвимыми к вымиранию.

«Miracinonyx существовал очень долго без признаков инбридинга, которые мы ожидали бы увидеть перед коллапсом, — объяснила старший автор исследования Бет Шапиро, профессор экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Санта-Круз и содиректор Лаборатории палеогеномики. — Упадок был медленным, а не внезапным, и, возможно, именно это не позволило виду адаптироваться, когда климат изменился».

Полученные данные также подчеркивают риски определения идентичности вымерших животных в первую очередь по их внешнему виду. По мнению исследователей, ярлык «американский гепард» вводит в заблуждение по двум причинам: он предполагает как близкое эволюционное родство с настоящими гепардами, так и аналогичную специализированную охотничью стратегию, ни одна из которых не подтверждается новыми данными.

Исследование проводилось в сотрудничестве с учеными из Университета Аляски в Фэрбенксе, Палеонтологической программы Юкона и Университета Де-Мойна.