ADN-ul din rămășițele de mamut dezvăluie istoria ultimilor locuitori supraviețuitori

Un mic grup de mamuți lânoși a rămas prins pe insula Wrangel acum aproximativ 10.000 de ani, când creșterea nivelului mării a separat insula de continentul Siberiei. Populațiile mici, izolate de animale duc la consangvinizare și defecte genetice și s-a crezut mult timp că mamutul insulei Wrangel a cedat în cele din urmă acestei probleme în urmă cu aproximativ 4.000 de ani.

Dar într-o lucrare publicată joi în revista Cell, cercetătorii au comparat 50.000 de ani de genom de la mamuți sălbatici și mamuți izolați pe insula Wrangel și au descoperit că nu este cazul. Ceea ce au descoperit autorii cercetării nu numai că ne provoacă înțelegerea acestui grup izolat de mamuți și a evoluției populațiilor mici, dar are și implicații importante pentru eforturile de conservare de astăzi.

Blocaj sever

Este punctul culminant al anilor de secvențiere genetică de către membrii echipei internaționale din spatele acestei noi lucrări. Ei au studiat 21 de genomi de mamut, dintre care 13 au fost nou secvențiate de autorul principal Marian DeHasek; Altele au fost secvențiate cu ani în urmă de co-autori Patricia Penerova, Fotini Canellidou și Heloise Müller. Genomul a fost obținut de la mamutul lânos siberian (Mamut primordial), din continent și din insulă înainte și după izolarea lor. Cel mai vechi genom a fost de la o femelă de mamut siberian care a murit acum aproximativ 52.300 de ani. Cele mai mici genomi au fost de la mamuți masculi de pe insula Wrangel, care au murit cam în același timp cu ultimul dintre acești mamuți (unul a murit cu doar 4.333 de ani în urmă).

Este o perioadă de timp remarcabilă și revelatoare: eșantionul a inclus mamuți dintr-o populație care a început mare și sănătoasă din punct de vedere genetic, apoi a trecut prin izolare și în cele din urmă a dispărut.

Echipa a remarcat în lucrarea lor că mamuții au experimentat o „perioadă turbulentă din punct de vedere climatic”, în special în timpul unei perioade de încălzire rapidă numită Liga Interșcolară Bowling-Allerud (acum aproximativ 14.700 până la 12.900 de ani) – o perioadă pe care alții au sugerat că ar fi putut duce la dispariția mamutului lânos local. Cu toate acestea, genomul mamut studiat în această perioadă de timp nu indică faptul că creșterea temperaturii a avut efecte negative.

Efectele nocive nu au apărut până când populația de pe acea insulă a fost izolată – și radical.

Simulările echipei indică faptul că numărul total de mamuți de pe insula Wrangel a fost mai mic de 10 indivizi. Aceasta reprezintă un blocaj sever al populației. Acest lucru a fost observat genetic prin creșterea numărului de homozigote în genom, care apare atunci când ambii părinți contribuie cu cromozomi aproape identici, ambii derivați de la un strămoș recent. Omozigozitatea în cadrul mamuților izolați pe Insula Wrangel a fost de patru ori mai mare decât înainte de creșterea nivelului mării.

În ciuda acestui număr periculos de mic de mamuți, aceștia și-au revenit. Mărimea populației, precum și nivelul de consangvinizare și diversitatea genetică, au rămas stabile în următorii 6.000 de ani până la dispariția lor. Spre deosebire de blocajul inițial al populației, semnăturile genomice de-a lungul timpului par să indice că consangvinizarea s-a mutat în cele din urmă către perechi de rude mai îndepărtate, indicând fie o populație mai mare de mamuți, fie o schimbare a comportamentului.

Simulările lor indică faptul că în 20 de generații, dimensiunea populației ar fi crescut la aproximativ 200-300 de mamuți. Acest lucru este în concordanță cu scăderea mai lentă a heterozigozității pe care au găsit-o în genom.

Efecte negative pe termen lung

Mamutul de pe insula Wrangel poate să fi supraviețuit în ciuda șanselor, iar defectele genetice dăunătoare ar putea să nu fi cauzat dispariția sa, dar cercetările sugerează că povestea sa este complexă.

în jurul 7.608 Cu kilometri pătrați astăzi, puțin mai mare decât Creta, Insula Wrangel ar fi oferit o cantitate suficientă de spațiu și resurse, deși erau animale mari. De exemplu, timp de 6.000 de ani de la izolare, aceștia au suferit de depresie de consangvinizare, care se referă la o mortalitate crescută ca urmare a consangvinizării și dezavantajele rezultate.

Această consangvinizare a promovat, de asemenea, purificarea mutațiilor dăunătoare din tulpini. Acest lucru poate suna ca un lucru bun – și poate fi – dar de obicei se întâmplă deoarece indivizii care poartă două copii ale mutațiilor dăunătoare mor sau nu se reproduc. Deci este bine doar dacă populația îi supraviețuiește.

Rezultatele echipei arată că eliminarea mutațiilor genetice poate fi un proces evolutiv lung. Autorul principal Marian DeHasek este un paleontolog care și-a obținut doctoratul la Centrul pentru Paleoanthologie. „Epurarea mutațiilor dăunătoare de peste 6.000 de ani indică, practic, efecte negative pe termen lung cauzate de aceste mutații extrem de dăunătoare”, i-a explicat ea lui Ars că populația suferea de efecte negative ale acestor mutații până la dispariția lor.