Международная команда ученых секвенировала ДНК, извлеченную из останков трех мамонтов, похороненных в сибирской вечной мерзлоте. Анализ показал, что колумбийский мамонт, населявший Северную Америку во время последнего ледникового периода, был гибридом шерстистого мамонта и ранее неизвестной генетической линии. Кроме того, исследование позволило по-новому взглянуть на то, когда и как быстро эти животные адаптировались к холодному климату. Выводы ученых представлены в журнале Nature. На иллюстрации представлена реконструкция степных мамонтов, предшественников шерстистых мамонтов, с учетом новых данных. Credit: Beth Zaiken/Centre for Palaeogenetics Возраст образцов был определен с использованием как геологических данных, так и молекулярных часов. Оба типа анализов показали, что двум экземплярам более одного миллиона лет, а третьему – примерно 700 тысяч лет, и он представляет собой одного из самых ранних известных шерстистых мамонтов.
Происхождение колумбийского мамонта
Самый старый экземпляр, которому около 1,2 миллиона лет, принадлежит к ранее неизвестной генетической линии мамонта. В соответствии с местностью, в которой были обнаружены его останки, он получил название Крестовский мамонт.
«Все предыдущие исследования указывали на существование в те времена в Сибири только одного вида мамонта – степного. Однако наш анализ ДНК показал две разные генетические линии, которые мы назвали адычинская и крестовская. Мы пока не можем сказать точно, но, возможно, это могут быть два разных вида», – отмечают авторы исследования. Бивень шерстистого мамонта, обнаруженный в русле ручья на острове Врангеля в 2017 году. Credit: Love Dalén Ученые также предполагают, что мамонты, которые около 1,5 миллиона лет назад колонизировали Северную Америку, принадлежали крестовской линии. Кроме того, колумбийский мамонт, населявший ее во время последнего ледникового периода, был гибридом. Первая половина его генома произошла от крестовского мамонта, а другая – от шерстистого.
«Это важное открытие. Похоже, что колумбийский мамонт, один из самых знаковых видов ледникового периода Северной Америки, эволюционировал в результате гибридизации, которая произошла примерно 420 тысяч лет назад», – добавили авторы исследования.
Эволюция и адаптация шерстистого мамонта
Второй геном, которому миллион лет, принадлежит адычинскому мамонту – предку шерстистого мамонта. Таким образом, у исследователей появилась возможность сравнить его с одним из самых ранних известных шерстистых мамонтов, живших 0,7 миллиона лет назад, а также с теми, которым всего несколько тысяч лет. Это позволило изучить, как эти крупные животные адаптировались к жизни в холодных условиях и в какой степени адаптации развивались в процессе видообразования. Бивень шерстистого мамонта, появляющийся из вечной мерзлоты на острове Врангеля. Credit: Love Dalén Анализ показал, что варианты генов, связанные с жизнью в Арктике, такие как рост волос, терморегуляция, жировые отложения, устойчивость к холоду и циркадные ритмы, уже присутствовали у мамонта, которому миллион лет, задолго до появления шерстистого мамонта. Похоже, что большинство адаптаций в потомстве происходило медленно и постепенно с течением времени.
«Возможность отслеживать генетические изменения в процессе видообразования уникальна. Большая часть адаптаций к холоду уже присутствовала у предка шерстистого мамонта, и мы не находим доказательств того, что естественный отбор происходил быстрее в процессе видообразования», – пояснили авторы исследования.
Что дальше?
Полученные результаты открывают возможность для широкого спектра будущих исследований других животных. Около миллиона лет назад многие виды расселились по земному шару. Это был период серьезных изменений климата и уровней мирового океана. Кроме этого, тогда произошла последняя известная инверсия магнитного поля. Опираясь на все эти события, ученые считают, что генетический анализ в этом временном интервале и его сравнение с более ранним имеет большой потенциал.
«Как далеко мы можем уйти в прошлое? Мы еще не достигли предела! Обоснованное предположение состоит в том, что мы могли бы восстановить ДНК, возраст которой составляет 2 миллиона лет, а возможно даже 2,6 миллиона лет. К сожалению, дальше нам уже не заглянуть, до этого не было вечной мерзлоты, где могла бы сохраниться древняя ДНК», – заключили авторы исследования.
