Ранее широко распространено было мнение о том, что на территории современной Японии в древние времена обитали тигры, что подтверждалось неоднократным обнаружением их останков. Однако, после изучения ДНК этих останков, исследователи установили, что они принадлежат не тиграм, а пещерным львам.
Согласно распространенному мнению, Японский архипелаг в период позднего плейстоцена, охватывающий период от 120 до 10 тысяч лет назад, предоставлял прибежище для тигров. Эта гипотеза, подкрепленная климатическими моделями, демонстрирующими подходящие для тигров условия в юго-западной части Японии, и основанная на обнаружении останков крупных кошачьих, неоднократно упоминается в научных исследованиях. Найденные по всему острову Хонсю останки древних хищников, как правило, идентифицировались как останки тигров, что позволяло предположить, что Японский архипелаг являлся восточной границей их распространения.
Несмотря на то, что данная гипотеза получила широкое распространение в научных публикациях, она так и не была проверена посредством непосредственного изучения самих останков. Традиционный подход, основанный на сопоставлении формы и размеров костей, нередко оказывается неспособным дать однозначное заключение, особенно при анализе близкородственных видов крупных кошачьих.
Чтобы подтвердить или опровергнуть общепринятую теорию, исследователи применили передовые технологии. В рамках этого исследования они изучили субфоссильные останки крупных кошачьих, находящиеся в японских музеях. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Для исследования было отобрано 26 образцов с четырех раскопок, находящихся в северной, центральной и западной частях острова Хонсю. Работа с древней ДНК в условиях Японии представляет собой непростую задачу. Теплый и влажный климат, а также кислые вулканические почвы, разрушающие биомолекулы, привели к тому, что эндогенная ДНК (ДНК, принадлежащая ископаемым животным) в образцах оказалась крайне незначительной — менее 0,1 процента.
Использование метода гибридизационного захвата позволило выделить и обогатить митохондриальную ДНК, что позволило реконструировать практически полные митохондриальные геномы пяти образцов. Также исследователи разработали специализированные «зонды», предназначенные для определения участков генома, позволяющих надежно идентифицировать различные виды кошачьих. Подтвердить полученные результаты помог анализ белков, которые сохраняются значительно лучше, чем ДНК. Ученые провели секвенирование белков из кости и выявили ключевое различие: аминокислота в конкретном участке белка у японского кошачьего совпадала с таковой у льва, но не у тигра.
Оказалось, что все пять образцов, содержащие генетический материал, принадлежат не тиграм, а вымершему виду — пещерным львам. Радиоуглеродный анализ одного из образцов, найденного в префектуре Ямагути, определил его возраст примерно в 35 тысяч лет, что совпадает с периодом последнего ледникового максимума.
Это дало возможность переосмыслить ход событий. Приблизительно 70–37 тысяч лет назад, когда снижение уровня Мирового океана образовало сухопутный мост между материком и Японским архипелагом на севере, пещерные львы проникли на острова и распространились на значительное расстояние к югу, достигнув современных префектур Сидзуока и Ямагути. При этом они заселили эти территории, несмотря на то, что климат и ландшафт этих регионов представлялись более благоприятными для тигров.
В результате проведенных исследований ученые не только скорректировали представления о роли пещерных львов в древней фауне Японии, но и значительно расширили границы их известного ареала. Ранее считалось, что граница распространения львов проходила на территории современного российского Дальнего Востока и Северо-Восточного Китая, однако в периоды похолодания она смещалась южнее, включая в свой охват Японию. Кроме того, японские пещерные львы относились к той линии, которая исчезла на материке и на Аляске еще до наступления наиболее сурового периода оледенения. Однако на островах они, по всей видимости, просуществовали на несколько тысяч лет дольше, что еще раз акцентирует внимание на особенности островной биогеографии.