Учени възстановиха генома на мамут отпреди 1 милион години

Генетичен анализ на отдавна изчезнали сибирски мамути почти удвои рекорда за най-старата ДНК, секвенирана до момента. Генетичният материал от животните, обикаляли замръзналите земи в Сибир преди около 1.2 милиона години, приближи изследването на древна ДНК до нейната теоретична граница - и разкри нов вид мамут.
Резултатът надмина най-старата секвенирана по-рано ДНК, тази на кон, датираща отпреди 560 000 до 780 000 години, който е живял в Юкон, Канада.
"Тази ДНК е невероятно стара. Пробите са хиляда пъти по-стари от останките на викингите и дори предшестват съществуването на хора и неандерталци", обясни в официално изявление Лав Дален, професор по еволюционна генетика в Центъра за палеогенетика в Стокхолм и главен автор на изследването, публикувано в списание Nature.
ДНК е самовъзпроизвеждащият се материал, който носи генетичната информация в живите организми - нещо като план на живота.
Генетичният материал се разпада относително бързо в повечето среди. Най-старата ДНК, секвенирана от хората в Африка, датира отпреди около 15 000 години; в Европа учените са секвенирали ДНК от неандерталец, живял преди около 120 000 години. Но ДНК-то на живите същества, погребани в арктическия пермафрост, може да се запази много, много по-дълго, тъй като дълбокото замразяване забавя химичното разграждане.
През 70-те години на 20-и век руският палеонтолог Андрей Шер открива множество замръзнали останки на няколко места в североизточен Сибир, включително три мамута. Въз основа на ориентацията на феромагнитните материали в околните скали (която се променя с промяната на магнитното поле) и видовете гризачи, открити погребани до тях, изследователите са изчислили, че мамутите са живели преди съответно около 1.2 милиона, 1 милион и 700 000 години.
Учените са взели малки проби от кътника на всеки мамут, за да извлекат ДНК. С времето ДНК се с разградила в много милиарди къси фрагментирани последователности. "Колкото повече парчета пъзел имате, толкова по-трудно е да реконструирате целия пъзел", казва съавторът Том ван дер Валк, еволюционен генетик от университета в Упсала.
За да съберат тези парчета, изследователите са използвали по-рано секвенираните геноми на слонове и на много по-млади останки от мамут като референция. Когато учените определят връзките между по-старите мамути и слоновете и преценят колко време би отнело да се получи разликата в гените, датите съвпадат с тези, предоставени от по-ранните методи.

Най-младият мамут, на около 700 000 години, е един от най-старите известни вълнести мамути - идеално пригодени за студено време, които живеят в Северното полукълбо в продължение на стотици хиляди години. Повечето измират преди около 10 500 години, когато климатът се затопля в края на последната ледникова епоха (въпреки че малка на брой група се запазва на север от Беринговия проток до преди около 4000 години).
Вторият мамут, датиран на около 1 милион години, е степен мамут, пряк прародител на вълнестите мамути. Третият и най-старият екземпляр на възраст около 1.2 милиона години принадлежи на неизвестен досега вид, който изследователите кръщават "Крестовка" - името на село близо до мястото, където е бил намерен.
Чрез свързването на няколко от гените на този мамут с известни черти учените разкриват, че той вече притежава много от екстремните адаптации към студа на по-късните вълнени мамути, включително гъста козина и достатъчно мастни натрупвания. Изследователите също така откриват, че Колумбийските мамути в Северна Америка, които са изчезнали преди около 13 000 години, споделят около половината от гените си с новата линия, а другата половина - с вълнестите мамути. Видът Крестовка вероятно е навлязъл в Северна Америка преди около 1.5 милиона години, след което е хибридизиран с вълнести мамути около 1 милион години по-късно, за да произведе отделните подвидове на континента.
Някои учени се съмняваха дали е възможно въобще да се секвенира ДНК, която е на повече от 1 милион години. "Тези екземпляри съществено разширяват границите, поради което бихме си помислили, че е възможно най-старата древна ДНК", казва съавторът и еволюционен биолог Бет Шапиро от Калифорнийския университет, Санта Круз.
Теоретично е възможно да се секвенира ДНК, която е толкова стара, колкото самия пермафрост, или около 2.6 милиона години, казват Дален и ван дер Валк. Това може да хвърли светлина върху някои изчезнали видове, но би оставило много други недостижими - включително динозаврите, изчезнали преди 66 милиона години. |
Винсънт Линч, еволюционен биолог от Университета в Бъфало, казва пред списание Science, че новото изследване добавя значително към това, което учените знаят за мамутите, включително произхода на северноамериканските мамути.
И все пак евентуалната съдба на мамутите трябва да служи като предупреждение за собствения ни вид, добавя той. "Те са били изключително често срещани, широко разпространен вид, който изчезва много бързо поради изменението на климата. В това трябва да има поука за нас."