За 700 тысяч лет своего скитания по сибирским степям у шерстистых мамонтов уши стали меньше, а шерсть гуще




Фото из открытых источников
Группа исследователей сравнила геномы шерстистых мамонтов с современными слонами, чтобы выяснить, что делало шерстистых мамонтов уникальными как в отдельности, так и как вид. Исследователи, работа которых была опубликована в журнале Current Biology, поясняют, что многие характерные черты шерстистого мамонта, в том числе их шерстяная шерсть и большие жировые отложения, уже были генетически закодированы у самых ранних шерстистых мамонтов. Но эти и другие черты стали более определенными за 700 000+ лет существования. Они также идентифицировали ген с несколькими мутациями, которые, возможно, были ответственны за крошечные уши шерстистого мамонта.
 
«Мы хотели узнать, что делает мамонта шерстистым мамонтом», — говорит палеогенетик и первый автор Дэвид Диез-дель-Молино из Центра палеогенетики в Стокгольме. «У шерстистых мамонтов есть некоторые очень характерные морфологические особенности, такие как их густой мех и маленькие уши, которые вы, очевидно, ожидаете, исходя из того, как выглядят замороженные образцы, но есть также много других приспособлений, таких как метаболизм жира и восприятие холода, которые не так очевидны, потому что они на молекулярном уровне».
 
Чтобы определить гены, которые были «высокоразвиты» у шерстистых мамонтов, то есть в них накопилось большое количество мутаций, ученые сравнили геномы 23 сибирских шерстистых мамонтов с 28 геномами современных азиатских и африканских слонов. Двадцать два из этих шерстистых мамонтов были относительно современными, они жили в течение последних 100 000 лет, а геномы шестнадцати ранее не были секвенированы. Двадцать третий геном шерстистого мамонта принадлежал одному из древнейших известных шерстистых мамонтов Чукочья, жившему примерно 700 000 лет назад.
 
«Наличие генома Чукочья позволило нам идентифицировать ряд генов, которые эволюционировали в течение жизни шерстистого мамонта как вида», — говорит старший автор Лав Дален, профессор эволюционной геномики в Центре палеогенетики в Стокгольме. «Это позволяет нам изучать эволюцию в режиме реального времени, и мы можем сказать, что эти специфические мутации уникальны для шерстистых мамонтов, и их не было у их предков».
 
Неудивительно, что многие гены, которые были адаптивными для шерстистых мамонтов, связаны с проживанием в холодных условиях. Некоторые из этих генов являются общими для неродственных современных арктических млекопитающих. «Мы обнаружили некоторые высокоразвитые гены, связанные с метаболизмом и накоплением жира, которые также встречаются у других арктических видов, таких как северные олени и белые медведи, что означает, вероятно, конвергентную эволюцию этих генов у адаптированных к холоду млекопитающих», — говорит Диес-дель-Молино.
 
Хотя в предыдущих исследованиях изучались геномы одного или двух шерстистых мамонтов, это первое сравнение большого количества геномов мамонтов. Этот большой размер выборки позволил команде идентифицировать гены, которые были общими для всех шерстистых мамонтов и, следовательно, вероятно, адаптивными, в отличие от генетических мутаций, которые могли присутствовать только у одного человека.
 
«Мы обнаружили, что некоторые из генов, которые ранее считались особыми для шерстистых мамонтов, на самом деле различаются между мамонтами, а это означает, что они, вероятно, не так важны», — говорит Диес-дель-Молино.
 
В целом, геном чукочей возрастом 700 000 лет имеет примерно 91,7% общих мутаций, которые вызвали изменения кодирования белка у более современных шерстистых мамонтов. Это означает, что многие определяющие черты шерстистого мамонта, в том числе густой мех, жировой обмен и способность к восприятию холода, вероятно, уже присутствовали, когда шерстистый мамонт впервые отделился от своего предка, степного мамонта.
 
Однако эти черты получили дальнейшее развитие у потомков Чукочьи. «Самые ранние шерстистые мамонты не были полностью развиты, — говорит Дален. — Возможно, у них были большие уши, и их шерсть была другой — возможно, менее изолирующей и пушистой по сравнению с более поздними шерстистыми мамонтами».
 
Более современные шерстистые мамонты также имели несколько иммунных мутаций в антигенах Т-клеток, которых не было у их предков. Авторы предполагают, что эти мутации могли способствовать усилению клеточно-опосредованного иммунитета в ответ на появляющиеся вирусные патогены.
 
Все мамонты, чьи геномы были включены в это исследование, были собраны в Сибири, но исследователи надеются в будущем расширить и сравнить североамериканских шерстистых мамонтов. «Пару лет назад мы показали, что существует поток генов между шерстистыми мамонтами и предками колумбийских мамонтов, так что это то, что нам нужно будет учитывать, потому что североамериканские шерстистые мамонты могли также нести гены нешерстистых мамонтов», — говорит Дален.