Самая старая секвенированная ДНК принадлежала загадочному мамонту, которому 1 миллион лет
Согласно новому исследованию, самая старая из когда-либо расшифрованных ДНК принадлежала мамонту из таинственной, ранее неизвестной линии происхождения, которая жила около 1,2 миллиона лет назад.
Ранее самый старый из известных секвенированных геномов был получен от лошади, которая жила до 780 000 лет назад на территории нынешней канадской территории Юкон. Теперь это гигантское открытие «с большим отрывом является старейшей из когда-либо обнаруженных ДНК», — заявила на пресс-конференции во вторник (16 февраля) старший научный сотрудник Лав Дален, профессор эволюционной генетики из Центра палеогенетики в Стокгольме. ).
Останки загадочного мамонта были обнаружены у сибирской реки Крестовка (ныне тезка мамонта). Изучив его древнюю ДНК, а также недавно секвенированные геномы двух других мамонтов — шерстистого мамонта возрастом примерно 700000 лет (Mammuthus primigenius) и предшественника шерстистого мамонта возрастом примерно 1 миллион лет — ученые сделали удивительное открытие: мамонты спарились с мамонтом из таинственной линии Крестовки около 420 000 лет назад, что привело к гибридному мамонту, которого мы знаем сегодня как колумбийский мамонт (Mammuthus columbi).
По теме: Воскрешение мамонта: 11 препятствий для возвращения зверя ледникового периода
Крестовские мамонты, как выяснили исследователи, мигрировали из Сибири в Северную Америку, перейдя через мост через Берингов пролив, примерно 1,5 миллиона лет назад; Ископаемые свидетельства предполагают, что шерстистый мамонт пересекся около 100 000 лет назад, но исследователи говорят, что он мог появиться раньше, возможно, от 500 000 до 400 000 лет назад.
Неизвестно, где произошла гибридизация, но когда они встретились, «эти две линии гибридизировались и сформировали того, что мы теперь называем колумбийским мамонтом», — говорит ведущий исследователь Том ван дер Валк, научный сотрудник Шведского музея естественной истории и Центра исследований естественных наук. «Палеогенетика», — говорится на пресс-конференции.
Генетическое открытие колумбийского мамонта примечательно, сказал Дэниел Фишер, профессор и куратор Музея палеонтологии Университета Мичигана, который не принимал участия в исследовании. «Гибридное происхождение новых видов, безусловно, предлагалось и раньше, но лишь в немногих случаях это явление помещалось в такой четкий исторический, географический и эволюционный контекст», — сказал Фишер Live Science в электронном письме.
Когда исследователи начали этот проект, они надеялись узнать об эволюции шерстистого мамонта. «Наша главная цель состояла в том, чтобы восстановить геномы до и после происхождения шерстистого мамонта», — сказал Дален. Они решили изучить трех мамонтов, останки которых были найдены на северо-востоке Сибири покойным русским палеонтологом Андреем Шером в 1970-х годах. Среди них были один из старейших из известных шерстистых мамонтов, 700000-летний толстокожий по прозвищу Чукочья, и предшественник шерстистого мамонта, названный Адыча, который выглядел как европейский степной мамонт (Mammuthus trogontherii), прямой предок шерстистого мамонта.
Третий мамонт, Крестовка, тоже немного походил на степного мамонта, хотя и отошел от этой линии более 2 миллионов лет назад. Таким образом, несмотря на то что эволюционировали по совершенно разным линиям на протяжении более 1 миллиона лет, мамонты из линий шерстистого мамонта и Крестовки все еще могли спариваться, как выяснили исследователи.
«Похоже на гибридизацию родословных, которые были давно разделены, порядка 1 миллиона лет, [were] «, — сказал Росс Макфи, старший куратор зоологии позвоночных в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, который не принимал участия в исследовании.
Изучая генетику шерстистого мамонта, исследователи сделали еще одно открытие: «Многие из известных нам адаптаций шерстистых мамонтов, такие как терморегуляция, изменения их циркадного ритма, жировые отложения и рост волос, уже присутствовали у степных мамонтов», — сказал ван дер — сказал Валк. Другими словами, шерстистый мамонт эволюционировал не для того, чтобы приспособиться к холоду. Скорее всего, у его предшественника они уже были, а это означает, что эти адаптации, вероятно, появлялись медленно с течением времени, а не быстро под давлением выборки. Однако шерстистый мамонт продолжал развиваться; Исследователи обнаружили, что у шерстистых мамонтов, которые жили ближе к исчезновению, было больше генетических вариантов, связанных с измерением температуры, чем у более ранних шерстистых мамонтов.
ДНК начинает разлагаться в тот момент, когда умирает животное, так как же международная группа ученых объединила эти три генома мамонта? У них уже был нанесен на карту геном африканского слона саванны (Loxodonta africana) и митохондриальный геном (ДНК, унаследованная по материнской линии) азиатского слона (Elephas maximus). Эти ранее секвенированные геномы были похожи на изображение на коробке с головоломкой; слоны являются родственниками мамонтов, поэтому их генетические данные послужили полезным ориентиром для геномов мамонтов.
Крошечные фрагменты древней ДНК, которые команда извлекла из коренных зубов мамонтов, были частями головоломки. Хотя холодная вечная мерзлота Сибири помогла сохранить ДНК мамонта, бактерии и другие разрушающие элементы, такие как ферменты, разбили эту ДНК на небольшие фрагменты, некоторые из которых имеют длину всего 35 пар оснований, «буквы», составляющие ДНК. Используя алгоритм, исследователи удалили чужеродную ДНК, которая загрязнила образцы мамонта, включая ДНК микробов. Они также отказались от любых сомнительных кусочков ДНК, которые, казалось, подходили для генома мамонта, но могли быть получены от других животных, которые заразили образцы.
После того, как алгоритм проанализировал миллиарды и миллиарды частей головоломки ДНК, исследователи получили геномы мамонта, некоторые из которых были более полными, чем другие. Мамонт возрастом 1,2 миллиона лет Крестовка был наименее полным — около 49 миллионов пар оснований », что составляет относительно небольшую часть [the] генома, но все же более чем достаточно, чтобы уверенно разместить геном на [family] дерево, — сказал ван дер Валк.
У степного мамонта Адыча, которому 1 миллион лет, было около 884 миллионов пар оснований, или от 25% до 30% его генома. А у шерстистого мамонта Чукочья, которому 700000 лет, было секвенировано около 3,6 миллиарда пар оснований, или от 70% до 80% его генома, сказал ван дер Валк. Тем временем команде удалось полностью собрать митохондриальные геномы каждого мамонта.
Митохондриальная ДНК была ключевой, потому что исследователям известна скорость, с которой происходят мутации митохондриальных генов, что помогло им датировать образцы. Команда также датировала мамонтов на основе геологических данных, таких как биостратиграфия (датировка образцов на основе возраста соседних окаменелостей и геологических образований) и палеомагнетизм (датировка подписей, оставленных изменяющимся магнитным полем Земли в образцах).
Итак, как долго может выжить древняя ДНК? Ученые считают, что можно получить даже более старые геномы. «Обоснованное предположение будет заключаться в том, что мы могли бы восстановить ДНК, возраст которой 2 миллиона лет, а возможно, даже 2,6 миллиона», — сообщил соавтор исследования Андерс Гетерстрём, профессор молекулярной археологии и руководитель совместных исследований в Центре изучения Палеогенетика, говорится в заявлении. «До этого не было вечной мерзлоты, где могла бы сохраниться древняя ДНК».
Исследование было опубликовано в среду (16 февраля) в журнале. Природа.
Первоначально опубликовано на Live Science.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
ДРУГИЕ НОВОСТИ
