Ученые из Центра палеогенетики при Стокгольмском университете провели извлечение ДНК из останков трех мамонтов. Возраст древнейшего из них достигает приблизительно 1,2 миллиона лет.
Несмотря на то, что теоретические модели указывают на потенциальную долговечность макромолекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), на сегодняшний день самые старые секвенированные биополимеры принадлежали лошади и имели возраст 780–560 тысяч лет. Специалисты в области палеогенетики из центра при Стокгольмском университете (Швеция) провели новое исследование, в котором им удалось получить полногеномные данные трех образцов мамонтов из Восточной Сибири, живших в эпоху раннего и среднего плейстоцена. Причем возраст двух из них оценивается примерно в 1-1,2 миллиона лет, как указано в исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Примерно миллион лет назад шерстистые и колумбийские мамонты еще не существовали. Эти виды эволюционировали приблизительно 450 и 300 тысяч лет назад, являясь потомками древнего степного мамонта. Степной мамонт, обитавший на территории Сибири, современных Казахстана, Ставрополья и Краснодарского края, был самым крупным из хоботных, весившим около десяти тонн и достигавшим почти пяти метров в высоту. Именно геном этого вида стали исследовать шведские ученые, извлекшие ДНК из зубов, сохранившихся в сибирской вечной мерзлоте. Особенность этой работы заключается в том, что специалисты впервые получили возможность изучать геном такого древнего возраста.
Обнаруженные образцы содержат лишь небольшое количество ДНК, распавшееся на микроскопические фрагменты. Возраст зубов был установлен на основе геологических данных и метода молекулярных часов: два фрагмента оказались старше миллиона лет, а возраст третьего оценивается примерно в 700 тысяч лет.
Этот образец датируется приблизительно 1,2 миллионом лет и относится к ранее не идентифицированной генетической линии мамонта. Исследователи назвали его крестовским, в честь острова Крестовского, где был найден образец. По предварительным данным, этот представитель семейства слоновых откололся от других сибирских мамонтов более двух миллионов лет назад.
«Предыдущие исследования указывали на то, что в сибирской фауне того времени присутствовал лишь один вид мамонтов — степной. Однако, наши генетические анализы выявили наличие двух генетических линий в Восточной Сибири на раннем плейстоцене, которые мы обозначили как адычинский мамонт и крестовский. На данном этапе сложно утверждать это с уверенностью, но мы предполагаем, что речь идет о двух различных видах. Одна из этих линий стала основой для развития шерстистого мамонта, в то время как другая представляет собой ранее неизвестную генеалогическую ветвь, которая, вероятно, являлась предком первых мамонтов, заселивших Северную Америку около полутора миллионов лет назад», — сообщил ведущий автор исследования Том ван дер Валк.
Ученые утверждают, что колумбийский мамонт, обитавший в Северной Америке в эпоху последнего ледникового периода, появился в результате скрещивания адычинской и крестовской популяций в среднем плейстоцене. При этом генетический вклад обеих линий был примерно одинаковым. «Это значимое открытие, – отметила соавтор исследования Патриция Печнерова. – Выясняется, что колумбийский мамонт, один из наиболее известных видов ледникового периода Северной Америки, эволюционировал благодаря гибридизации, произошедшей около 420 тысяч лет назад.
В ходе исследования ученым удалось переосмыслить сроки и скорость адаптации мамонтов к холодному климату, а также выявить роль этих изменений в процессе эволюции. Для этого геном адычинского мамонта был сопоставлен с геномом одного из древнейших известных шерстистых мамонтов, существовавшего 0,7 миллиона лет назад, и с геномами мамонтов, живших относительно недавно – всего несколько тысяч лет назад.
Анализ показал, что такие адаптации к холоду, как рост волос, терморегуляция, накопление жировой ткани и циркадные ритмы, уже были свойственны шерстистым мамонтам и их предку, обитавшему миллион лет назад. По словам Дэвида Диес-дель-Молино, участвовавшего в исследовании, не было обнаружено свидетельств ускоренного естественного отбора в процессе формирования нового вида.
Серьезные климатические изменения, произошедшие около миллиона лет назад, спровоцировали миграции многих видов, а 800 тысяч лет назад северный и южный магнитные полюса поменялись местами. Новые данные, полученные шведскими учеными, открывают возможности для изучения генетики других животных, а не только мамонтов. «Главный вопрос, который нас интересует: как далеко мы можем заглянуть в прошлое? Мы еще не достигли своего предела. Существует обоснованное мнение, что можно будет восстановить ДНК возрастом до двух миллионов лет, а возможно, даже до 2,6 миллиона лет. Однако для этого необходимо, чтобы существовала вечная мерзлота, способная сохранить древнюю ДНК», — отметил профессор Андерс Гетерстрём.