Після масового вимирання коралів вчені Флориди переосмислюють план порятунку хворих рифів

“Тепер потрібні додаткові ризиковані заходи, якщо ми не захочемо просто здатися”, – говорить один вчений.

Чотири роки тому Національне управління океанічних та атмосферних досліджень США (NOAA) представило проект коралового місячного проекту вартістю 100 мільйонів доларів. Протягом двох десятиліть майже півмільйона вирощених вручну колоній коралів буде висаджено на семи хворих рифах на півдні Флориди у спробі їх відродити.

Місія: Iconic Reefs є «одною з найбільших в історії інвестицій у відновлення коралів», — сказав тоді Пет Монтаніо, тодішній керівник програми збереження довкілля агентства.

Сьогодні проект виглядає таким самим хворим, як і корал, який він мав врятувати. Рекордна підводна спека, що охопила Карибський басейн та південну Флориду у 2023 році, призвела до загибелі більшості пересаджених колоній. Корал Елкхорн з його розлогими плоскими гілками мав стати каменем першої фази ініціативи, створивши основу, де могли б рости інші корали.

Натомість він виявився одним із найбільш чутливих до тепла видів. Багато лосихорнових коралів, як дикі, так і висаджені вручну, мертві, їх побілілі скелети вкриті водоростями.

“Картина не дуже хороша”, – каже Дженніфер Мур, координатор з відновлення коралів у NOAA, яка допомагала провести січневу зустріч у Марафоні, штат Флорида, неподалік одного зі знакових рифів, щоб оцінити збитки і намітити шлях вперед.

Результати викликають кризу довіри до перевірених десятиліттями методів відновлення рифів, вперше розроблених у Флориді та прийнятих у всьому світі.

“Хіба це відповідально – вирощувати ці види, а потім просто відправляти їх помирати?” – Запитує Ян Енохс, морський біолог, який очолює програму NOAA з моніторингу рифів в Атлантичному океані та Карибському морі. “Нам необхідно змінити методи проведення реставрації”.

Коли проект розпочався, рифи Флориди вже відчайдушно потребували допомоги. Ряд хвороб у поєднанні із забрудненням води, втручанням людини та послідовними періодами спеки завдали шкоди. Корали лося та оленячого рогу — два види роду Acropora — опинилися серед найбільш постраждалих: з початку 1980-х років їхня кількість скоротилася більш ніж на 97%.

Рятувальні роботи, як і майже всі операції з відновлення рифів у Флориді, здебільшого ґрунтувалися на відколюванні шматків існуючих коралів та вмовляння їх побудувати нові колонії — всі клони вихідного корала. Групи відновлення можуть швидко створювати тисячі нових коралів щороку, підвішуючи фрагменти коралів у розплідниках відкритої води до того часу, поки вони стануть досить великими, щоб прикріпитися до морського дна.

Елкхорн та оленеріг вже давно стали фаворитами.

“Їх неймовірно легко розмножувати”, – говорить Кен Недімайєр, технічний директор некомерційної організації Reef Renewal.

Але їхнє скорочення означає, що корали біля берегів Флориди зберігають дуже мало генетичної різноманітності, яка могла б дозволити новим колоніям впоратися з надмірно гарячою водою, з якою вони зіткнулися минулого року.

Починаючи з липня 2023 року, температура океану зросла до безпрецедентного рівня, чому сприяла спокійна спекотна погода, пов’язана з Ель-Ніньо, а також додатковий імпульс зміни клімату. До минулого року масштаб загроз теплової хвилі коралам, що створюється НОАА, досягав свого найвищого рівня, коли температура води досягала 8 «тижневих градусів тепла» — що еквівалентно 8 тижням з температурою на 1°C вище за середню в спекотний місяць року.

Але минулого року, коли температура поверхні моря досягла 32,8°C, агентство додало три нові категорії, досягнувши максимуму більш ніж у 20-градусні спекотні тижні.

“Це аналогічно урагану 5-ї категорії”, – каже Дерек Манцелло, еколог коралових рифів і керівник служби зі спостереження за кораловими рифами NOAA, яка розробила систему попередження.

Минулого року рифи островів Кіс витримали температуру до 22 градусів на тиждень. Багато видів знебарвилися, збіливши кістки, оскільки коралові поліпи вигнали симбіотичні водорості зі своїх тіл. Дехто помер одразу ж, від їхніх скелетів відвалилися листи тканин. Найбільші втрати зазнали Елкхорн та Оленеріг.

Нестерпно жарко

У 2023 році корали у Флориді та Карибському басейні зіткнулися з рекордною хвилею підводної спеки.

До 15 вересня у багатьох районах понад 20 тижнів спостерігалася температура океану на 1°C вище середньої спекотного місяця року, що призвело до масового скупчення коралів вимирати.

Штучно посаджена акропора виявилася трохи кращою.

Остаточної оцінки втрат на семи знакових рифах немає; в даний час їх відвідує команда, щоб підбити підсумки.

Але дослідження, проведене у серпні 2023 року, показало, що 30% посаджених оленерогів та 45% посаджених лосів вже мертві, а близько 90% знебарвлюються.

Наприкінці вересня Недімайєр відвідав риф Піклс, місце посадки, яке він вважав історією успіху, і не знайшов жодного живого лося чи оленячого рогу.

Аналогічні збитки спостерігалися на більшій частині Карибського басейну як на природних, так і на відновлених рифах.

«Це було руйнівно всюди», — каже Маргарет Міллер, кораловий еколог та директор з досліджень Secore International, некомерційної організації з Майамі, яка проводить дослідження з відновлення коралів та співпрацює з групами по всьому Карибському регіоні.

Руйнування привело Недімайєра до висновку, що, принаймні, щодо видів Acropora у Флориді, безрозсудно продовжувати покладатися на корали, отримані клональним шляхом.

«Одна з речей, яку я дізнався, це те, що у нас немає коралів оленячого ріга чи лосося, які могли б упоратися з умовами середнього та нижнього Кіс», — каже він. “Це змінює правила гри”.

Він і деякі інші вважають, що статеве розмноження – змішування яєць і сперми, зібраної з нерестових коралів, для вирощування нових колоній – може призвести до генетичних комбінацій, які зроблять деяких нащадків стійкішими до спеки.

Стратегія, яку вже почали використовувати кілька лабораторій у Флориді, може полегшити обробку нових колоній термостійкими водоростевими симбіонтами, які багато корали поглинають на личинковій стадії.

Ерінн Мюллер, еколог, провідний дослідження коралів у Морській лабораторії Моут, каже, що деякі корали лося та оленячого рігу, виведені статевим шляхом у лабораторії, пережили умови гарячої води минулого літа. У прибережному розпліднику недалеко від південно-західного краю Кіс вони були єдиними, що вижили з 24 000 фрагментів коралів.

“Спостереження цієї унікальної ознаки стійкості у потомства, отриманого статевим шляхом, дає нам унікальну можливість розібратися в тому, що відбувається”, – говорить Мюллер.

Міллер проте попереджає, що ця стратегія ризикує створити нові генетичні проблеми, такі як інбридинг, оскільки популяція диких коралів дуже виснажена. Імпорт сперми або яйцеклітин із коралів в інших місцях може допомогти. Вона брала участь в експерименті 2019 року, під час якого було отримано корали лося з яєць з південно-карибського острова Кюрасао, запліднених спермою флоридського походження.

Сьогодні потомство застрягло в лабораторії, каже вона, бо чиновники штату турбуються про те, щоб запровадити чужі коралові гени у води Флориди. На її думку, нинішня ситуація виправдовує такі експерименти.

“Я безперечно вважаю, що зараз необхідні додаткові ризиковані заходи, якщо тільки ми не захочемо просто здатися”, – говорить Міллер.

Фанор Монтойя-Майя, морський біолог і керівник програми відновлення у Фонді відновлення коралів, попереджає, що статеве виробництво саме по собі не призведе до створення зрілих коралів досить швидко, щоб підтримати рифи, тому що личинкам можуть знадобитися роки, щоб досягти репродуктивного віку. Для розведення коралів у необхідному масштабі також знадобиться більше лабораторних потужностей.

“Відповідь не в тому, щоб зупинити безстатеве розмноження”, – говорить він.

Місія: Iconic Reefs ще не закінчено. Цього року тут буде висаджено громіздкі мозкові корали, отримані безстатевим шляхом, які ростуть повільніше, але також краще переносять спеку, каже Мур. Він також продовжить садити лося та оленячий ріг, щоб випробувати підходи, які можуть бути більш успішними.

«Ми маємо бути трохи цілеспрямованішими», — каже Мур. “Ми не хочемо просто відправити їх на бійню”.

Warren Cornwall

Запис Після масового вимирання коралів вчені Флориди переосмислюють план порятунку хворих рифів спершу з'явиться на Журнал Наука і суспільство.

Канарські острови. Понад 1000 років тому молодик стояв на північному березі острова, нині відомого як Ель Йерро. За хвилями Атлантичного океану він міг бачити силуети інших островів, вулканічний пік на одному з них піднімався до хмар всього за 90 кілометрів від нього. Однак для нього ці острови були так само недоступними, як Місяць.

Його тіло видавало суворість життя на посушливих вулканічних відслоненнях. Його корінні зуби були зношені майже до ясен від перетирання волокнистих коренів дикої папороті. Його предки вирощували тут пшеницю, але він і його сучасники вирощували тільки ячмінь і розводили худобу, наприклад кіз.

Його гени свідчили про те, що його батьки були близькими родичами, як і багато з приблизно 1000 осіб на острові, які протягом століть не спілкувалися з чужинцями. Як і у багатьох його співвітчизників, він мав сліди старої травми голови, ймовірно, отриманої в бійці.

“Ця популяція зіткнулася з безліччю проблем”, – говорить археолог Джонатан Сантана з Університету Лас-Пальмас-де-Гран-Канарія (ULPGC). “Виживання на цьому острові було проблемою щодня”.

Тим не менш, перші канарці, що прибули з Північної Африки приблизно 1800 років тому, вижили і навіть процвітали на цьому посушливому архіпелазі, що продувається всіма вітрами, протягом 1000 років. Коли європейці прибули на початку 14 століття, їх кількість обчислювалася десятками тисяч.

Незабаром після цього завоювання та геноцид значною мірою стерли їх як народ. Але їхня ДНК сьогодні живе в багатьох островитянах, і сліди їхнього життя збереглися в зерносховищах, житлах на скелях, керамічних статуетках і сотнях людських останків, подібних до останків людини на Ель-Йерро, — всі вони напрочуд добре збереглися завдяки сухому клімату.

Застосовуючи новітні археологічні інструменти до цієї скарбниці матеріалу, Сантана та інші вітчизняні археологи розкопують свої історії, проливаючи світло на загадки, які бентежили археологів з 19-го століття.

Наприклад, як люди без видимих навичок мореплавання змогли дістатися архіпелагу та вижити на ньому? Чому їхні культури та культури відрізнялися від острова до острова, незважаючи на загальне походження? Відповіді дають уявлення про те, як людське суспільство справляється зі складними умовами довкілля та реагує на них, каже Скотт Фітцпатрік, археолог з Університету Орегона, який вивчає острівні культури.

“Канарські острови були свого роду загадкою”.

Канарський архіпелаг

Канарський архіпелаг розташований як невелика вигнута тільда за 100 кілометрів від узбережжя Північної Африки (див. карту нижче). Розмір його основних островів варіюється від Ель Йерро, найменшого з них площею 269 квадратних кілометрів до Тенеріфе, більш ніж у сім разів більшого розміру, приблизно такого ж розміру, як Мауї.

Вулкани островів, деякі з яких діють досі, сягають висоти 3718 метрів. Рослинність варіюється від засохлих кактусів до чагарників з дикими оливками та ялівцем. На деяких островах вічнозелені соснові та лаврові ліси процвітають завдяки волозі, яка приноситься північно-східними пасатами.

Коли перші європейці прибули у 14 столітті, вони виявили, що всі сім великих островів заселені, і на Гран-Канарії та сусідньому Тенеріфе мешкало до десятків тисяч людей на кожному. Чого європейці не знайшли, то це якихось свідчень мореплавства.

У жителів островів «немає кораблів чи інших засобів, щоб дістатися з одного [острова] на інший, якщо вони не пливуть», — писав Ніколозо да Рекко, генуезький мореплавець, який відвідав острови в 1341 році від імені португальської монархії.

Європейські археологи були зачаровані ранніми канарцями. Французи думали, що першими поселенцями були кроманьйонці, як і доісторичні люди у Франції; Німецькі археологи вважали, що вони, мабуть, були арійцями; Іспанці думали, що вони були родичами кам’яного віку тих самих північноафриканців, які заселили Піренейський півострів. Нещодавно дослідження почали проводити самі археологи з Канарських островів. Вони використовували докази, у тому числі стародавні кістки, гени живих людей та 1000-річні зерна ячменю.

Аналізуючи стародавню ДНК кісток, датованих радіовуглецем, археологи за останні 15–20 років виявили, що перші остров’яни мали найсильніші генетичні зв’язки з культурами амазигів північно-західної Африки, також відомих як бербери. Наскельні написи на островах також перегукуються з абетками.

Дві тисячі років тому Північна Африка була домівкою для безлічі товариств амазигів: від скотарів у сільських племенах до королівств з великими міськими центрами, які під сильним впливом римської культури.

В останньому генетичному дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications у 2023 році, група під керівництвом генетика Рози Фрегель з Університету Ла-Лагуна секвенувала цілі геноми 49 стародавніх людей, що населяють всі основні острови і датовані приблизно 300-1500. Її команда виявила, що окремі генетичні групи, кожна з яких пов’язана з популяціями амазигів, заселили західні та східні групи островів.

Але ДНК не дає відповіді на питання, як перші поселенці перетнули водну затоку з материка. Пітер Мітчелл, археолог Оксфордського університету, відкидає припущення про те, що вони були депортовані на острови римлянами, що проникли в Африку в першому столітті нашої ери.

Археологічні та письмові свідчення показують, що римляни знали про острови і деякий час керували фарбувальною фабрикою на крихітному острові, витягуючи цінний фіолетовий відтінок морського равлика. Але Мітчелл каже, що римляни не мали практики масових депортацій громад, зазвичай воліючи вбивати чи поневолювати проблемні групи.

Натомість Мітчелл припускає, що поселенці-бербери вийшли до моря, щоб уникнути конфліктів, спричинених посушливим кліматом або римською експансією. Деякі острови могли здатися оазами порівняно з пустелею, звідки прийшли ці поселенці.

«Люди можуть подумати, що перетнуть Атлантику, щоб потрапити сюди: «Це того варте». Ми ніколи не бачили стільки дерев», – каже Мітчелл.

Сантана припускає, що навички мореплавання людей з часом знизилися, бо мали мало стимулів перетинати океан для торгівлі. Вулканічні породи островів не містять цінної металевої руди, а суха земля давала мало їжі. «Він того не вартий», — каже Сантана.

Темний вхід у печеру вабить із середини 140-метрової скелі, що примикає до вузької долині Гран-Канарії. Джейкоб Моралес, археоботанік з ULPGC, сів на кінці уступу, вітер хлюпає йому в обличчя. Під ним лежить краєвид з чахлими чагарниками, сухою травою та стрімчастими скелястими хребтами, які іспанський філософ і поет Мігель де Унамуно одного разу назвав «una tempestad petrificada» (скам’янілий шторм). Двометровий отвір у прямовисній скелі відокремлює Моралеса від печери.

Моралес не планує сьогодні переступати цю глуху стіну. Але у 2011 році він придушив свій страх висоти та дістався печери за допомогою мотузок, простягнутих скелелазом. Він згадує, що дослідники з місцевого археологічного музею питали, чому він так турбується.

Інші археологи увійшли до печери ще у 1980-х роках та розібрали очевидні артефакти — шматочки плетених виробів та кераміки. Але Моралес полював за меншою здобиччю. Просіюючи купи осаду, він вибрав крихітні фрагменти насіння, що представляють багату різноманітність продуктів: ячмінь, тверду пшеницю, сочевицю, квасолю та інжир. Радіовуглецеве датування показало, що насіння було близько 1000 років; все це передувало приходу європейців.

“Це приголомшлива безпека”, – говорить він.

Відкриття Моралеса показали, деякі древні канарці зберігали їжу в зерносховищах на скелях. Вони також вказали, що суспільство кожного острова йшло власним шляхом. Люди на Гран-Канарії (але тільки на цьому острові) вирубали невеликі ніші з вулканічної породи, облицьували їх штукатуркою та додали дерев’яні двері, щоб захистити свою їжу.

У кожній з ніш, які були виявлені більш ніж у 50 місцях, містилася суміш різних насінь, що навело Моралеса на думку, що вони належали різним сім’ям, які зберігали різні культури в тому самому місці.

Зерносховища та різноманітність продуктів харчування також дозволяють припустити, що Гран-Канарія, де у центральному високогір’ї випадає до 1 метра опадів на рік порівняно з 10-20 сантиметрами в інших місцях, була одним із найпродуктивніших островів архіпелагу.

Навіть сьогодні гора на вершині скелі над зерносховищем «є найкращим місцем для вирощування ячменю в цьому районі», каже Моралес.

Ячмінь, який тут вирощується сьогодні, веде своє походження від стародавніх зерносховищ. Моралес та шведські дослідники проаналізували ДНК насіння ячменю, знайденого у житлах та зерносховищах на трьох островах, датованих 1000–600 років тому.

Згідно з генетичними оцінками, на кожному острові був свій штам, що походить від одного загального різновиду, який, за даними генетичних оцінок, відокремився від африканського ячменю близько 2000 років тому.

Усі штами генетично відрізнялися від сучасного європейського та північноафриканського ячменю. Команда також проаналізувала інші культури; насіння за насіння, вони зібрали докази того, що подібний «пакет» одомашнених африканських культур прибув з першими поселенцями на кожен острів.

Жителям деяких інших островів пощастило менше, ніж мешканцям Гран-Канарії. На цих островах багато сільськогосподарських культур зникають у пізніших шарах відкладень, можливо, через суворі умови навколишнього середовища або кліматичні зміни. На Фуертевентурі, наприклад, ознаки ячменю, пшениці та сочевиці зникають після восьмого століття. Європейські колоністи 15 століття зазначали, що жителі острова харчувалися переважно м’ясом худоби та морепродуктами. На Ель-Єрро пшениця зникає з обліку, але ячмінь залишається.

“Спочатку відбувається обмін насінням між островами”, – говорить Моралес. “Тоді настає ізоляція”.

Генетична диференціація ячменю відбивається і людей архіпелагу, малюючи картину глибокого відділення як з інших островів, і від материка. Наприклад, генетичний розкол між людьми, що колонізували західні та східні острови, зберігався навіть у останках, датованих сотнями років після заселення островів.

«Якби міграція була чимось дуже поширеним між островами, ми не побачили б двох кластерів [зберігаються]», — каже Фрегель.

Тим не менш, деякі археологи бачать ознаки нового прибуття, принаймні на Гран-Канарії, у змінах у поводженні з мертвими. Перші поховання, датовані близько 300 р. н.е., були поховані у печерах, каже Вероніка Альберто-Баррозо, археолог із ULPGC. Близько 600 н. е. деякі люди почали ховати тіла в окремих гробницях просто неба, складених з каменів, і ця тенденція тривала близько 500 років.

Потім, близько 1200 н. е., облицьовані камінням ями та могили стали популярними. Альберто-Баррозу та її колеги також відзначають одночасні зміни у тому, де люди жили на острові, а також у типах будинків та кераміки, які вони виготовляли. Вони роблять висновок, що в ці періоди могли прибути нові північноафриканські групи з новими культурними практиками.

Хроніка зниклого народу

Після того, як перші поселенці досягли Канарських островів, вони, очевидно, були в основному ізольовані від решти світу, а також інших островів архіпелагу протягом тисячоліття. Вчені відстежують, як корінні жителі островів підтримували себе і порівнюють траєкторію розвитку громад на кожному острові.

Але ці зміни можуть просто означати культурну еволюцію, зазначає Сантана. На інших островах таких культурних зрушень немає, але в деяких спостерігаються навіть сильніші ознаки генетичної ізоляції.

Фрегель виявив, що в останках стародавніх людей з чотирьох островів — Фуертевентури, Лансароте, Ла-Гомери та Ель-Йєрро — хромосоми, успадковані від кожного з батьків, були близькими, що є ознакою невеликої інбредної популяції. Принаймні, у однієї людини на кожному острові хромосоми були подібнішими, ніж якби їхні батьки були двоюрідними братами.

На Ель-Йерро Фрегель проаналізував загальні генетичні варіанти у чотирьох людей, які померли між 13 та 15 століттями. Жоден із цих людей не був прямим родичем, але подібність у ДНК дозволяло припустити, що в них був недавній загальний предок, що є ознакою вузького місця у населенні. Чисельність населення, очевидно, скоротилася приблизно в дев’ятому столітті, задовго до того, як острови були заселені.

“Це було дуже радикально”, – каже Фрегель.

Очевидна криза дев’ятого століття збігається з настанням вищих, ніж у середньому, глобальних температур, у період відомий як середньовічний теплий період. Фрегель задається питанням, чи могло тепло призвести до зміни клімату та голоду. Але давня ДНК 34 людей на більш густонаселених Тенеріфе та Гран-Канарії не показує жодних ознак демографічного колапсу.

“Для мене це найцікавіше”, – каже Фрегель. «Ми уявляли, що всі острови будуть однаковими. Ми розуміємо, що на кожному острові був свій сценарій.

Жителі всіх островів справді демонструють схожі ознаки поневірянь. У підвальній лабораторії Сантани на Гран-Канарії череп неназваної молодої людини з Ель-Єрро лежить на столі у пластиковому підносі поряд із дев’ятьма іншими.

На багатьох черепах є невеликі вм’ятини, деякі розміром із п’ятицентову монету, інші – у срібні долари – сліди ударів. «Рівень міжособистісного насильства дуже високий», — говорить Сантана.

На Гран-Канарії Альберто-Баррозо та його колеги повідомили у 2018 році, що 27% із 347 черепів дорослих, зібраних у похоронних печерах, мають ознаки травм, зазвичай задовго до смерті людини. Приблизно третина чоловічих черепів була пошкоджена і майже 20% жіночих черепів.

Більшість травм було отримано чимось на зразок палиці або каменю на лівій стороні передньої частини черепа, що відповідає бойовим діям віч-на-віч. За даними дослідників, рівень травматизму набагато вищий, ніж в інших стародавніх похованнях, у тому числі на Піренейському півострові, Новій Гвінеї та на Соломонових островах.

Інші острови ще суворіші, згідно з неопублікованим дослідженням Хеммамут Гудіабі, археолога з археологічної компанії Archaïos. Наприклад, з 82 черепів з Ель-Єрро 50% чоловічих черепів та 28% жіночих черепів мають ознаки травми.

“Ці групи населення, які, мабуть, мають більш високий рівень міжособистісного насильства, також живуть на островах з меншою кількістю доступних ресурсів”, – зазначає Гудіабі.

Він і Сантана припускають, що ритуальне насильство – організовані бійки чи дуелі – могло служити способом вирішення конфліктів у спільнотах, де продовольства не вистачало і мало можливостей виїхати.

Легко почати розглядати життя древніх канарців як життя поневірянь. Але Моралес застерігає від застосування сучасних поглядів до іншого часу та місця або від розгляду корінних народів як упійманих у пастку.

«Я не згоден із цією точкою зору. Я уявляю, що життя цих людей глибоко пов’язане зі світом природи, і особливо з рослинами», — каже він.

Він наголошує, що ранні канарські товариства демонстрували чудову пристосованість. Перші поселенці майже напевно прибули з місць, де була розвинена металургія, проте, зіткнувшись зі світом без металевої руди, вони винайшли знаряддя праці з каменю, дерева і кістки. І вони жили багатим у культурному відношенні життям, про що свідчать хитромудрі гобелени, глиняні фігурки, гравюри на камені і — на стіні принаймні однієї печери Гран-Канарії — складні геометричні картини, які можуть бути календарною системою.

Потім прийшли європейці. Насильство традиційного канарського життя меркне порівняно з цим. Перший відомий контакт стався на початку 1300-х років, коли італійський мореплавець Ланселотто Малочелло оселився на острові, нині відомому як Лансароте.

В 1402 солдати іспанської кастильської монархії висадилися на Лансароті, започаткувавши століття завоювань, що завершилися в 1496 перемогою іспанців над воїнами корінних народів на Тенеріфе. Корінні народи були вбиті, поневолені, насильно асимільовані або депортовані, за винятком небагатьох розрізнених людей. На Гран-Канарії чисельність корінного населення, що становить від 10 000 до 60 000 осіб, скоротилася до 2 000 осіб.

Геноцид було практично завершено. Сьогодні жодна корінна канарська громада не збереглася. Залишилися лише уривки мови, такі як назви місць, продуктів харчування чи відомих лідерів. І все-таки сліди перших поселенців продовжують жити.

“Нам сказали, що всі корінні жителі зникли”, – говорить Сантана. “Неправда. Ми знаємо це завдяки результатам ДНК”.

У ряді робіт, що розпочалися на початку 2000-х років, Фрегель та його колеги виявили, що в середньому від 15% до 20% ДНК нинішніх островитян походить із джерел корінних народів. Місцеві газети з гордістю сповістили про ці відкриття, як і про відкриття Моралеса та його колег про те, що сучасний ячмінь канарський генетично схожий на стародавній острівний сорт.

Але Фрегель побоюється використати генетику для створення ідентичності. Вона зазначає, що її дослідження чоловічих Y-хромосом, в якому виявлено менше 10% ДНК корінних народів, зустріли більш прохолодно. Домінування європейської генетики в чоловічих хромосомах передбачає, що більшість чоловіків корінних народів були вбиті або залишені на узбіччі суспільства і залишили менше нащадків, тоді як жінки з більшою ймовірністю мали дітей внаслідок змішаних шлюбів та сексуального насильства.

«Ваш геном розповідає вам історію про ваших предків. Але ваша особистість визначається вашим досвідом, вашою родиною, вашими друзями», — каже Фрегель, який народився та виріс на Тенеріфе. Коли вона перевірила свою ДНК, то вона становила близько 20% корінного населення. «Я не відчував би себе менш канарцем, якби моя ДНК була з зовсім іншого регіону».

Проте її висновки, а також висновки Сантани та Моралеса зміцнили сучасну канарську ідентичність, яка виникла, коли країна вийшла за межі націоналістичного конформізму, нав’язаного іспанським диктатором Франсіско Франко, який помер у 1975 році. Через рік, коли народився Моралес, його дядько заплатив своїй матері суму, еквівалентну 60 євро, щоб вона дала Моралесу друге ім’я, що нагадує древнього канарського лідера: Бентежуї.

Моралес каже, що його робота може допомогти «зміцнити пам’ять і, отже, ідентичність людей, які мали дуже мало історичних документів». В одному з прикладів канарські кухарі та виробники пива звернулися до вчених щодо використання ячменю, ДНК якого сягає давньої канарської культури.

“Так багато знань було дійсно втрачено, коли іспанці завоювали острови”, – говорить Дженні Хагенблад, генетик еволюції рослин з Університету Лінчепінга, яка працює з Моралесом. «Дуже добре, що ми можемо подолати цю втрату інформації і, у певному сенсі, є те саме. Це дуже живий зв’язок із минулим».

Warren Cornwall

Запис Тисяча років самотності. Як перші поселенці Канарських островів пережили тисячолітню ізоляцію? спершу з'явиться на Журнал Наука і суспільство.

Після 10 000 років життя в Андах багато перуанців можуть комфортно жити на висотах, від яких більшість людей може захворіти

Мутації в тому самому гені дозволяють двом різним групам людей процвітати на екстремальних висотах. Яскравий приклад конвергентної еволюції допомагає населенню Анд і Тибету спокійно дихати на висоті понад 4000 метрів.

Світське життя набагато складніше, ніж здається. Більшість людей звикли жити на низьких висотах і важко можуть дихати на великих висотах. Але розріджене повітря не є проблемою для народу кечуа в Перу, який вижив і процвітав високо в Андах понад 10 000 років.

Тепер автори нового дослідження, опублікованого у журналі Science Advances, визначили генетичний варіант, який, можливо, допоміг цій популяції адаптуватися до життя на надзвичайних висотах.

Тибетці, які живуть у Гімалаях, мають різну мутацію в тому самому гені, що дозволяє припустити, що обидві групи незалежно розвинули схожі адаптації до життя на великій висоті. Це відкриття демонструє, «як еволюція іноді може сприяти загальним рішенням загальної проблеми», — каже Грем Скотт, фізіолог з Університету Макмастера, який не брав участі у дослідженні.

Людське тіло найкраще пристосоване для життя на рівні моря або трохи вище за нього, де багато кисню. Підніміться на висоту понад 2500 метрів, і ви можете страждати від висотної хвороби — типу гіпоксії, яка може спричинити нудоту, сплутаність свідомості та набряк легенів та мозку.

Проживання на великій висоті протягом тривалого часу може спричинити хронічну гірську хворобу, підвищуючи ризик проблем із серцем, інсульту та ускладнень під час вагітності та пологів. Але деякі групи населення, у тому числі горці Південної Америки та Тибету, можуть комфортно жити та працювати на висоті понад 4000 метрів.

Хоча ці групи мають деякі загальні фізіологічні риси (наприклад, великі легкі), деякі з основних механізмів, які допомагають їм долати життя в горах, зовсім різні.

Дослідження 2014 показало, що тибетці виробили пристосування для збільшення маси тіла та збільшення виробництва поживних речовин, тоді як у статті 2018 були виявлені відмінності в генах, пов’язаних з розвитком серцевого м’яза у андських популяцій. Інші дослідження показують, що дорослішання в суворих умовах Анд викликає епігенетичні зміни, які не змінюють фактичну послідовність ДНК, але можуть впливати на те, як вона виражається.

Ще одна важлива відмінність між цими двома групами полягає в тому, що у деяких жителів Анд, мабуть, незвичайно високий рівень гемоглобіну в крові, що дає їм необхідний приплив кисню, тоді як тибетці обходяться концентраціями нижче середнього.

У 2010 році група, до якої входив генетик Татум Сімонсон з Каліфорнійського університету (Каліфорнія) в Сан-Дієго, виявила, що тибетські горяни мають кілька варіантів генів, які дозволяють їм більш ефективно використовувати гемоглобін, тим самим підвищуючи рівень кисню в крові. Одним із них є унікальна версія гена під назвою EPAS1, який кодує фактор транскрипції, який «включає сотні, якщо не тисячі генів у відповідь на низький рівень кисню», говорить Саймонсон.

Тепер члени лабораторії Сімонсона секвенували геноми 40 людей з предками кечуа, які мешкають у Серро-де-Паско, Перу, місті, розташованому на висоті понад 4000 метрів над рівнем моря. Їх аналіз показав, що в деяких мешканців Анд замість вищого рівня гемоглобіну є ще одна версія EPAS1 — та, яка, як і варіант Тибету, пов’язана з низьким гемоглобіном і вищим насиченням киснем.

“Я була здивована, побачивши, що в цьому бере участь EPAS1”, – каже Емілія Уерта-Санчес, популяційний генетик з Університету Брауна, яка не брала участі в новому дослідженні.

У 2014 році Уерта-Санчес та група інших вчених виявили, що тибетські горяни успадкували свій унікальний варіант EPAS1 від стародавнього людського підвиду, відомого як денісівці, який вимер близько 40 000 років тому. Мутація, присутня у сучасних людей кечуа, ймовірно, виникла приблизно через 20 000 років — приблизно в той же час, коли люди вперше почали жити в Андах.

“Кожного разу, коли ми виявляємо випадки конвергентної еволюції, особливо всередині виду в двох різних популяціях, це хвилююче”, – говорить Тоні Капра, дослідник геноміки з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско, який не брав участі в дослідженні.

За його словами, тепер у вчених є «безліч точок зору» для вивчення того, як природний відбір діє на певні висотні адаптації.

Саймонсон зазначає, що мутації, присутні в популяціях Тибету, відбуваються в некодуючих областях EPAS1 і надають слабкий регуляторний вплив на експресію гена в деяких тканинах. Однак нещодавно виявлений варіант «жорстко закодований в ДНК» і може впливати на структуру або функцію (або обидві) транскрипційного фактора в кожній окремій клітині. Це «величезна річ», пояснює вона.

Команда також перевірила великі бази даних геному на наявність ознак андського варіанта. Вони виявили його в деяких інших людських популяцій, але із надзвичайно низькою частотою.

“Цей варіант дійсно дуже рідкісний і практично не існує в іншому світі”, – говорить співавтор дослідження Ванджун Гу, який працював над проектом як співробітник лабораторії Сімонсона в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго.

Як не дивно, єдиним іншим організмом, який має цей варіант із високою частотою, є латимерія західної частини Індійського океану (Latimeria chalumnae) – рідкісний вид лопатевих риб, який існував протягом сотень мільйонів років. Цілком можливо, що латимерії також розвинули цей варіант, оскільки деякі види адаптувалися до умов з низьким вмістом кисню, пояснює співавтор дослідження Елайджа Лоуренс із Каліфорнійського університету до Сан-Дієго.

У майбутньому дослідники сподіваються розробити заходи, які допоможуть мешканцям Анд, які мають проблеми з життям на великій висоті. Саймонсон зазначає, що навіть серед населення кечуа існують генетичні варіації, і деякі люди наражаються на більший ризик розвитку гірської хвороби.

“Ми сподіваємося, що ця робота зможе покращити якість життя населення, яке ми вивчаємо в Перу”, – говорить Сімонсон. «Це їхній будинок, і вони не хочуть їхати».

Phie Jacobs

Запис Мутації в тому самому гені дозволяють двом різним групам людей процвітати на екстремальних висотах спершу з'явиться на Журнал Наука і суспільство.