Ученые представили старейший образец североамериканского шерстистого мамонта

Ученые представили старейший образец шерстистого мамонта, когда-либо обнаруженный в Северной Америке, в рамках масштабного исследования ДНК, охватывающего миллион лет эволюции мамонтов.

Зуб возрастом 216 000 лет, найденный вдоль реки Олд-Кроу на территории Юкон в Канаде, подтверждает, что шерстистые мамонты (Mammuthus primigenius) прибыли в Северную Америку по крайней мере на 100 000 лет раньше, чем первоначально считали ученые.

Ведущий автор исследования Камило Чакон-Дуке из Центра палеогенетики Стокгольмского университета в Швеции, сообщил, что находка необычна, поскольку большинство образцов североамериканских мамонтов этого возраста, вероятно, принадлежат другим видам, которые существовали до шерстистых мамонтов.

«Насколько нам известно, мамонт Олд Кроу является старейшим ископаемым североамериканским мамонтом, которого можно с уверенностью морфологически идентифицировать как шерстистого мамонта», — сказал Чакон-Дуке.

Исследователи извлекли ДНК из мамонта Old Crow в рамках обширного исследования генетики мамонтов. В ходе исследования ученые выявили «давно утраченное» генетическое разнообразие из разных линий мамонтов на протяжении более миллиона лет их эволюционной истории, согласно заявлению Стокгольмского университета.

ДНК мамонта Old Crow была в самой старой группе образцов в анализе, описанной как «ДНК глубокого времени», но она не была самой старой. Самая старая ДНК из России имела возраст около 1,3 миллиона лет. Исследователи опубликовали свои выводы в журнале Molecular Biology and Evolution.

Предки мамонтов эволюционировали в тропической Африке и были тесно связаны с нынешними слонами. Затем эти предки начали перемещаться в Северное полушарие около 3 миллионов лет назад, медленно приспосабливаясь к жизни в холоде по мере своего распространения и диверсификации.

Чтобы узнать больше об эволюции мамонтов, исследователи проанализировали 34 новых образца ДНК вместе с данными из более чем 200 образцов, опубликованных в предыдущих исследованиях. Чакон-Дуке отметил, что новые образцы поступили со всего Северного полушария, в основном из Сибири и Северной Америки.

Команда извлекла и проанализировала митохондриальные геномы, или митогеномы, которые представляют собой часть генома, расположенную в митохондриях клетки и передаваемую от матери к потомству. Затем команда датировала образцы, используя комбинацию радиоуглеродного датирования и датирования молекулярных часов, которое оценивает возраст ДНК на основе мутаций генов и скорости, с которой они происходят в ДНК с течением времени.

Большинству образцов было менее 50 000 лет, что является пределом для радиоуглеродного датирования. Для более старых образцов исследователи разработали усовершенствованную версию датирования по молекулярным часам, чтобы повысить ее точность. Чакон-Дуке отметил, что они пробовали разные установки и параметры для своих экспериментов и обнаружили, что молекулярное датирование одного образца за раз было более точным, чем попытки датировать несколько образцов, как это делалось в некоторых предыдущих исследованиях.

«Мы опирались на предыдущие методологии и тщательно их доработали, чтобы получить более надежные оценки возраста», — сказал Чакон-Дуке.

Команда использовала более молодые образцы, которые можно было уверенно датировать радиоуглеродным методом, и возраст пород, в которых были найдены окаменелости (если таковые имелись), в качестве справочного материала при оттачивании своего подхода. Чакон-Дуке сказал, что датирование образца мамонта Old Crow стало для него «моментом эврики», поскольку оценка возраста на основе ДНК идеально совпала с данными из скальных образований и другими доказательствами.

«Для меня это был очень волнующий момент, поскольку я несколько месяцев работал над усовершенствованием метода датирования на основе ДНК для образцов, находящихся за пределами радиоуглеродного предела», — сказал Чакон-Дуке.

Первые мамонты прибыли в Северную Америку задолго до мамонта Старого Кроу. Самыми ранними были колумбийские мамонты (Mammuthus columbi), которые произошли от мамонтов Евразии. Эти мамонты пересекли участок земли, который когда-то соединял то, что сейчас является восточной частью России, с Северной Америкой около 1,5 миллионов лет назад.

По данным Службы национальных парков, колумбийские мамонты могли достигать высоты в холке около 4 метра. Шерстистые мамонты имели высоту около 3,4 метра, поэтому колумбийские мамонты, как правило, были более высокими из двух видов. Однако исследователям еще многое предстоит узнать о колумбийских мамонтах и шерстистых мамонтах, а также об отношениях между ними в Северной Америке.

Шерстистые мамонты впервые появились в Восточной Сибири около 700 000 лет назад, а затем распространились в Северной Америке. Чакон-Дуке отметил, что популярная теория заключается в том, что шерстистые мамонты пересекли границу между Сибирью и Аляской между 120 000 и 10 000 лет назад, но с тех пор исследователи нашли более старые свидетельства их прибытия.

«Другие исследования, использующие генетические выводы или моделирование, предполагают присутствие мамонтов еще 400 000 лет назад, но Олд Кроу подтверждает с помощью физического образца, что мамонты действительно присутствовали на американском континенте дольше, чем первоначально предполагалось, по крайней мере >200 000 лет», - сказал Чакон-Дуке.

В целом, новое исследование подтверждает предыдущие исследования, которые указывают на то, что основные линии мамонтов берут начало в древней Сибири, говорится в заявлении. Команда также продемонстрировала, как климат влиял на разнообразие мамонтов с течением времени.

«Мы наблюдаем, что в теплые периоды разнообразие мамонтов, по-видимому, оттеснялось в убежища, а затем снова распространялось в холодные периоды, такие как начальные стадии ледниковых периодов (т. е. ледниковых периодов)», — сказал Чакон-Дуке.

Большинство мамонтов вымерло к концу последнего ледникового периода, когда мир стал теплее около 10 500 лет назад. Изолированные островные популяции шерстистых мамонтов просуществовали на Аляске и в Сибири еще несколько тысячелетий, но последний из них вымер около 4000 лет назад.