Международная группа исследователей провела секвенирование ДНК, выделенной из останков трех мамонтов, захороненных в сибирской вечной мерзлоте. Результаты анализа выявили, что колумбийский мамонт, обитавший на территории Северной Америки в эпоху последнего ледникового периода, оказался гибридом шерстистого мамонта и генетической линии, ранее не описанной наукой. Исследование также предоставило новые сведения о процессе адаптации этих животных к суровым условиям холода и времени его осуществления. Подробности открытия опубликованы в журнале Nature.
Определение возраста образцов было произведено с применением геологических методов и молекулярного анализа. Оба подхода показали, что возраст двух экземпляров превышает миллион лет, а третьему – приблизительно 700 тысяч лет, представляя собой одного из наиболее древних известных шерстистых мамонтов.
Происхождение колумбийского мамонта
Самый старый образец, которому насчитывается около 1,2 миллиона лет, относится к генетической линии мамонта, не встречавшейся ранее. В соответствии с местом обнаружения его останков, он получил название Крестовский мамонт.
«Предыдущие научные работы указывали на то, что в Сибири в тот период обитал лишь один вид мамонтов – степной. Тем не менее, наш генетический анализ выявил наличие двух различных линий ДНК, которые мы обозначили как адычинская и крестовская. На данном этапе мы не можем сделать однозначный вывод, но существует вероятность того, что это могут быть представители разных видов», – констатируют авторы научной работы.
Исследователи также выдвигают предположение о том, что мамонты, колонизировавшие Северную Америку примерно 1,5 миллиона лет назад, представляли собой представителей крестовской линии. Кроме того, установлено, что колумбийский мамонт, населявший эту территорию в период последнего ледникового периода, был гибридом: одна часть его генетического кода произошла от Крестовского мамонта, а другая – от шерстистого.
«Данное открытие имеет большое значение. Судя по всему, колумбийский мамонт, являющийся одним из наиболее известных видов ледникового периода в Северной Америке, прошел эволюционный путь благодаря гибридизации, которая произошла приблизительно 420 тысяч лет назад», – сообщили авторы исследования.
Эволюция и адаптация шерстистого мамонта
Второй геномный набор, возраст которого составляет около миллиона лет, относится к адычинскому мамонту – родителю шерстистого мамонта. Благодаря этому у ученых возникла возможность провести сравнение с одним из самых ранних известных представителей шерстистых мамонтов, существовавших 0,7 миллиона лет назад, а также с более поздними особями, чья жизнь закончилась всего несколько тысяч лет назад. Это дало возможность проанализировать, как эти крупные животные приспосабливались к жизни в условиях низких температур и в какой мере адаптивные изменения играли роль в процессе формирования новых видов.
Исследования показали, что гены, отвечающие за особенности существования в арктических широтах, такие как рост шерсти, терморегуляция, накопление жировой ткани, устойчивость к холоду и регуляция циркадных ритмов, присутствовали у мамонта возрастом около миллиона лет еще до появления шерстистого мамонта. Вероятно, что большая часть адаптаций происходила постепенно на протяжении длительного времени.
«Уникальной представляется возможность наблюдать за генетическими трансформациями в ходе эволюции видов. Значительная часть адаптаций к холодному климату уже была сформирована у предков шерстистого мамонта, и мы не обнаружили свидетельств ускоренного естественного отбора в процессе видообразования», – отметили исследователи.
Что дальше?
Полученные данные предоставляют широкие перспективы для будущих научных изысканий, касающихся других видов животных. Примерно миллион лет назад многие виды распространились по планете. Этот период ознаменовался существенными колебаниями климата и уровня мирового океана. Помимо этого, в то время произошла последняя зафиксированная инверсия магнитного поля Земли. Учитывая эти события, ученые полагают, что генетический анализ в пределах данного временного отрезка и его сопоставление с более ранними данными обладают значительным потенциалом.
«Какие же глубины прошлого нам доступны? Мы еще не достигли предела! Обоснованно предполагается, что возможно восстановление ДНК возрастом до 2 миллионов лет, а в перспективе – даже до 2,6 миллионов лет. Однако дальнейший анализ затруднен, поскольку ранее не существовало условий вечной мерзлоты, способных сохранить древнюю генетическую информацию», – завершили авторы исследования.
