Bruce J. Shockey, Rodolfo Salas-Gismondi, Patrice Baby, Jean-Loup Guyot, María Cristina Baltazar,
Luis Huamán, Andrew Clack, Marcelo Stucchi, François Pujos, Jenna María Emerson, and John J. Flynn

Newly discovered cave faunas from the high Andes of Peru are shown to contain various 20,000 to 30,000 year-old fossil mammals. These include puma, an extinct saber cat, foxes, three kinds of extinct sloths, some bats, an extinct horse, a couple species of deer, and vicuña. The preservation of these remains is remarkable. One sloth specimen retains the protein claw and feces from giant sloths were also found. The protein collagen was used to get radiocarbon ages, placing one of the cave faunas (Cueva Roselló) at about 22,000 years before present (BP) and another cave fauna (Trigo Jirka) at about 29,000 BP. Ancient DNA has been extracted from remains from these two cave and phylogenetic studies are forthcoming. The recovery of DNA from such low latitudes (10° and 12°) is remarkable and we suggest that the high elevations with cool and dry conditions slow the decay of the DNA. Also, the caves shield the DNA from damaging UV radiation.

Resumen en Español

NUEVAS FAUNAS DE CAVERNAS PLEISTOCENAS DE LOS ANDES  DE PERÚ CENTRAL: DATACIÓN POR RADIOCARBONO Y SUPERVIVENCIA DEL ADN PLEISTOCENO EN LATITUDES BAJAS.

Ciudadanos peruanos han conducido a nuestro equipo hasta sus descubrimientos de faunas en cavernas del Pleistoceno. En estas cavernas (Jatun Uchco, Departamento de Huánuco; Cueva Roselló, Departamento de Junín, y Trigo Jirka, Departamento de Huánuco) se preservan numerosos carnívoros (Puma, un tigre de dientes de sable [Smilodon populator], un gran félido extinguido no determinado, zorro [Lycalopex sp.], mofetas con hocico de cerdo [Conepatus sp.]), ciervos (cf. Pudu y cf. Hippocamelus), vicuñas, un caballo extinguido (?Onohippidium devillei), un roedor chinchíllido (cf. Lagidium), murciélagos (Anoura, Desmodus y Platalina), y perezosos (†Megatherium, †Scelidodon, and, †Diabolotherium). Los murciélagos fueron encontrados únicamente en la caverna inferior (Jatun Uchco, 2150 m), y los ungulados sólo en Cueva Roselló—la única caverna estudiada en una zona de terreno llano. En Trigo Jirka se han preservado antiguas heces of a animal de gran tamaño la queratina de una garra de †Diabolotherium.

El colágeno para las dataciones por radiocarbono y el ADN para estudios filogenéticos han sido aislados a partir de huesos de Cueva Roselló (3875 m) y Trigo Jirka (2700 m). Las edades radiométricas convencionales de Cueva Roselló son 23340 ± 120 and 22220 ± 130 años y la de Trigo Jirka es de 29140 ± 260 años. Se está usando ADN fósil de †Onohippidium de Cueva Roselló (12° latitud sur) y †Diabolotherium de Trigo Jirka (10° sur) para los estudios filogenéticos. El éxito en la recuperación de ADN fósil sugiere que las temperaturas bajas, la escasa humedad y le protección contra la radiación UV en las cavernas pueden permitir el uso de ADN fósil en bajas latitudes. Previamente, esos estudios habían estado limitados a latitudes superiores a 35º para muestras del Pleistoceno.

PALABRAS CLAVE: Pleistoceno, faunas de cavernas; Gran Intercambio Biótico Americano; mamíferos de Sudamérica; ADN fósil; palinología; dataciones por radiocarbono

 Traducción: Miguel Company

Résumé en Français

Nouvelles faunes de cavernes pléistocènes des Andes du Pérou central : datations radiocarbones et survie dans les basses latitudes, ADN pléistocène

Les citoyens péruviens ont guidé notre équipe à des faunes de cavernes pléistocènes qu’ils ont découvertes. Ces cavernes (Jatun Uchco, Departamento de Huánuco; Cueva Roselló, Departamento de Junín; and Trigo Jirka, Departamento de Huánuco) conservent de nombreux carnivores (Puma, tigre à dents de sabre[Smilodon populator], un large félidé disparu et indéterminé, renard [Lycalopex sp.], sconse à nez de cochon [Conepatus sp.]), cerfs (cf. Pudu and cf. Hippocamelus), vicugna, un cheval disparu (†Onohippidium devillei), un rongeur chinchillidé (cf. Lagidium), des chauves-souris (Anoura, Desmodus, et Platalina), et des paresseux (†Megatherium, †Scelidodon, et †Diabolotherium). Les chauves-souris ont été trouvées uniquement dans la caverne la plus basse (Jatun Uchco, 2.150 m), les ongulés ont été trouvés uniquement à Cueva Roselló−la seule caverne étudiée dans une région où le terrain est plat. Trigo Jirka conserve des déjections anciennes de grands animaux et de la kératine de griffe de †Diabolotherium.

Le collagène a été étudié pour les datations radiocarbone et de l’ADN a été isolé à partir d’os de Cueva Roselló (3.875 m) et Trigo Jirka (2.700 m) pour des analyses phylogénétiques. Les ages radiométriques conventionnels de Cueva Roselló sont 23.340 ± 120 et 22.220 ± 130 années B.P. et celle de Trigo Jirka est 29.140 ± 260. L’ADN ancien (ADNa) d’ †Onohippidium de Cueva Roselló (12° de latitude sud) et †Diabolotherium de Trigo Jirka (10° sud) ont été utilisés dans des études phylogénétiques. La restitution réussie de l’ADNa suggère que les températures basses, la faible humidité et la protection contre les UVs de ces cavernes peuvent permettre des études de l’ADNa à basses latitudes. Auparavant, de telles études étaient limitées à des latitudes supérieures à  35° pour des prélèvements d’âges pléistocènes.

Mots clés: Pléistocène; faune de caverne; ‘Great American Biotic Interchange’; mammifère d’Amérique du Sud; ADN ancien; palynologie; âges radiocarbone

Translator: Olivier Maridet

Deutsche Zusammenfassung

Neue Pleistozäne Höhlenfaunen in den Anden von Zentralperu: Radiocarbonalter und die Erhaltung von pleistozäner DNA in niedrigen Breiten

Peruaner haben unser Team zu ihren Entdeckungen von pleistozänen Höhlenfaunen in den Zentralanden von Peru geführt. Diese Höhlen (Jatun Uchco, Departamento de Huánuco; Cueva Roselló, Departamento de Junín; und Trigo Jirka, Departamento de Huánuco) enthalten mehrere Karnivoren (Puma, eine Säbelzahnkatze [Smilodon populator], einen unbestimmten großen Feliden, fox [Lycalopex sp.], einen Ferkelskunk [Conepatus sp.]), Hirsche (cf. Pudu and cf. Hippocamelus), Vicuña, ein ausgestorbenes Pferd (†Onohippidium devillei), ein chinchillaartiges Nagetier (cf. Lagidium), Fledermäuse (Anoura, Desmodus, und Platalina) und Faultiere (†Megatherium, †Scelidodon und †Diabolotherium). Fledermäuse wurden nur in der untersten Höhle (Jatun Uchco, 2,150 m) gefunden und Ungulaten nur in Cueva Roselló – die einzige untersuchte Höhle, die sich auf ebenem Terrain befindet. Trigo Jirka enthielt versteinerten Kot eines großen Tieres und die Keratinkralle von Diabolotherium. Collagen für die Radiocarbondatierung und DNA für phylogenetische Untersuchungen wurde aus Knochen von Cueva Roselló (3,875 m) and Trigo Jirka (2,700 m) isoliert.  Das herkömmliche radiometrische Alter für Cueva Roselló ist 23,340 ± 120 und 22,220 ± 130 vor heute und das von Trigo Jirka ist 29,140 ± 260. Subfossile DNA (aDNA) von †Onohippidium aus Cueva Roselló (12° südlicher Breite) und †Diabolotherium aus Trigo Jirka (10° südlich) wird für phylogenetische Studien genutzt. Die erfolgreiche Gewinnung von aDNA weist darauf hin, dass die kühlen Temperaturen, die niedrige Luftfeuchtigkeit und der Schutz von UV-Strahlung in diesen in großer Höhe liegenden Höhlen aDNA Untersuchungen in niedrigen Breiten erlauben. Davor waren solche Untersuchungen für pleistozäne Proben auf Breiten höher als 35° limitiert.

SCHLÜSSELWÖRTER: Pleistozän; Höhlenfauna; Großer Amerikanischer Biotischer Austausch; Südamerikanische Säugetiere; Subfossile DNA; Palynologie; Radiokarbonalter

Translator: Eva Gebauer

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski Abstrakt

NOWA PLEJSTOCEŃSKA FAUNA Z JASKIŃ ANDÓW ŚRODKOWEGO PERU: WIEK RADIOWĘGLOWY I ZACHOWANIE SIĘ PLEJSTOCEŃSKIEGO DNA Z NISKICH SZEROKOŚCI GEOGRAFICZNYCH

Zostaliśmy zaprowadzeni przez mieszkańców Peru do odkrytych przez nich plejstoceńskich faun w jaskiniach środkowych Andów (Peru). W jaskiniach tych (Jatun Uchco, Departamento de Huánuco; Cueva Roselló, Departamento de Junín oraz Trigo Jirka, Departamento de Huánuco) zachowały się liczne kopalne ssaki drapieżne (Puma, kot szablozębny [Smilodon populator], duży nienazwany wymarły kotowaty, lis [Lycalopex sp.], skunks białonosy [Conepatus sp.]), jelenie (cf. Pudu oraz cf. Hippocamelus), wikunie, wymarły koń (†Onahippidium devillei), gryzoń należący do szynszylowatych (cf. Lagidium), nietoperze (Anoura, Desmodus i Platalina) oraz leniwce (†Megatherium, †Scelidodon i †Diabolotherium). Nietoperze były znajdywane jedynie w najniżej położonej jaskini (Jatun Uchco, 2150m), natomiast kopytne tylko w jaskini Cueva Roselló – jedynej jaskini zbadanej na płaskim terenie. W jaskini Trigo Jirka znaleźliśmy zachowane antyczne odchody dużych zwierząt oraz keratynową pochwę na pazur rodzaju †Diabolotherium.

Próbki kolagenu do datowania metodą radiowęglową oraz DNA do badań filogenetycznych zostały pobrane z kości z jaskini Cueva Roselló (3875m) oraz Trigo Jirka (2700m). Typowe datowania radiometryczne uzyskane dla próbek z jaskini Cueva Roselló wynoszą 23340±120 i 22220±130 lat przed naszą erą natomiast te dla jaskini Trigo Jirka wynoszą 29140±260 lat przed naszą erą. Antyczne DNA (aDNA) pobrane z okazów rodzaju †Diabolotherium z jaskini Cueva Roselló (12^o szerokości geograficznej południowej) oraz z okazów tego samego rodzaju z jaskini Trigo Jirka (10^o szerokości geograficznej południowej) jest w trakcie badań filogenetycznych. Możliwość wyizolowania aDNA sugeruje, iż niskie temperatury, niska wilgotność oraz osłonięcie jaskiń przez działaniem promieniowania UV na dużych wysokościach pozwala na przeprowadzenie badań tego kwasu na niskich szerokościach geograficznych.  Jak dotąd badania tego typu były ograniczone do szerokości powyżej 35^o jeśli chodzi o próbki z plejstocenu.

Słowa kluczowe: plejstocen, fauna jaskiniowa, Wielka Amerykańska Wymiana Biotyczna, ssaki południowoamerykańskie, antyczne DNA, palinologia, wiek radiowęglowy

Przetłumaczył: Robert Bronowicz

Riassunto in Italiano

UNA NUOVA FAUNA IN AMBIENTE DI GROTTA DAL PLEISTOCENE DELLE ANDE DEL PERÙ CENTRALE: ETÀ DI RADIOCARBONIO E SOPRAVVIVENZA A BASSE LATTUDINI DI DNA PLEISTOCENICO

Cittadini peruviani hanno mostrato al nostro team dei reperti faunistici pleistocenici da loro trovati in alcune grotte nelle Ande centrali (Perù). In tali grotte (Jatun Uchco, Departamento de Huánuco; Cueva Roselló, Departamento de Junín; e Trigo Jirka, Departamento de Huánuco) sono stati rinvenuti numerosi carnivori (Puma, un felide dai denti a sciabola [Smilodon populator], un felide estinto di grandi dimensioni ancora indeterminato, una volpe [Lycalopex sp.], uno skunk dal naso di porco [Conepatus sp.]), dei cervi (cf. Pudu e cf. Hippocamelus), una vigogna, un cavallo estinto (†Onohippidium devillei), un roditore cincilloide (cf. Lagidium), dei pipistrelli (Anoura, Desmodus e Platalina), e dei bradipi (†Megatherium, †Scelidodon e †Diabolotherium). I chirotteri sono stati rinvenuti solo nella grotta situata ad altitudine minore (Jatun Uchco, 2,150 m) e gli ungulati solo nella Cueva Roselló − la sola grotta tra quelle studiate che si trova in un altopiano. A Trigo Jirka si sono conservate feci di un animale di grandi dimensioni e la parte cheratinica dell’unghia di †Diabolotherium. Da ossa provenienti da Cueva Roselló (3,875 m) e Trigo Jirka (2,700 m) sono stati isolati collagene per datazione al radiocarbonio e DNA per studi filogenetici. Le età convenzionali di radiocarbonio da Cueva Roselló sono di 23,340 ± 120 e 22,220 ± 130 anni BP; da Trigo Jirka 29,140 ± 260. DNA antico (aDNA) da †Onohippidium di Cueva Roselló (12° latitudine Sud) e †Diabolotherium di Trigo Jirka (10° Sud) verrà usato per studi filogenetici. Le condizioni che si trovano in grotte ad alta latitudine (basse temperature, bassa umidità, riparo da radiazioni UV) ha permesso il recupero di aDNA a basse latitudini. Studi precedenti sull’aDNA di campioni pleistocenici erano limitati a latitudini maggiori di 35°.

KEY WORDS: Pleistocene; faune in grotta; Great American Biotic Interchange; mammiferi sudamericani; DNA antico; palinologia; età di radiocarbonio

Translator: Chiara Angelone