Древняя ДНК раскрывает сложную структуру семейства мастодонтов 

Фото из открытых источников

Анализ древней ДНК останков нескольких мастодонтов, в том числе тех, которые обитали вдоль тихоокеанского и атлантического побережий Северной Америки, показал, что гиганты ледникового периода мигрировали на огромные расстояния в ответ на изменение климата и были гораздо более генетически разнообразны, чем считалось ранее.

В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые из Университета Макмастера и Гарварда представили новые доказательства, которые существенно пересматривают и меняют наше понимание чрезвычайно сложной эволюционной истории этого вида.

Хорошо сохранившиеся окаменелые образцы зубов, бивней и костей, возраст которых исчисляется сотнями тысяч лет, в сочетании с новыми научными методами позволили исследователям реконструировать геномы из древних, крошечных, деградировавших фрагментов ДНК.

Они реконструировали митохондриальные геномы нескольких образцов мастодонтов: пяти из Новой Шотландии и восточного побережья, один из которых, возможно, датируется возрастом приблизительно 500 000 лет, и впервые уникального образца тихоокеанского мастодонта из Туалатина, штат Орегон, а также частичного митохондриального генома из Северного Онтарио.

Первоначально мастодонты были разделены на множество отдельных видов, но позже объединены в один — Mammut americanum. В последнее время эта классификация была пересмотрена, чтобы потенциально включать как минимум два отдельных вида: американского и тихоокеанского мастодонта (M. pacificus), хотя споры об их разделении продолжаются.

Генетический анализ подтверждает, что тихоокеанские мастодонты принадлежат к очень древней, хорошо устоявшейся и отдельной генетической ветви, ареал которой простирается гораздо дальше, чем считалось ранее, — глубоко на северо-запад Тихого океана, возможно, на юг до Мексики и на север до Альберты.

Интересно, что, по словам ученых, Альберта, по всей видимости, была «горячей точкой», где тихоокеанские и американские мастодонты концентрировались, расширялись на север и, возможно, скрещивались.

Образцы с восточного побережья и северного Онтарио выявили две новые и отдельные генетические группы, известные как клады, мастодонтов, живших в одном регионе, но в разное время.

Восточные виды были удивительно разнообразны и прибывали сюда отдельными волнами миграции как минимум трижды. Эта закономерность обусловлена повторяющимися циклами потепления климата, приводящими к таянию ледников и открытию новых территорий для экспансии на север. С похолоданием климата и расширением ледников мастодонты были вытеснены на юг или вымерли в отдельных районах.

«Эти данные меняют наше представление о регионе, который сегодня известен как Альберта, и о севере в целом: от маргинальной территории кочевников до постоянно занятого миграционного коридора и значимого ландшафта для мастодонтов с возможным скрещиванием», — говорит соавтор исследования Хендрик Пойнар, директор Центра древней ДНК Макмастера и кафедры генетической антропологии имени Майкла Г. ДеГрута.

Исследователи также выявили загадочную и генетически отличную линию мексиканских мастодонтов, которая, по их мнению, может быть более глубокой ветвью западного вида M. pacificus или, возможно, совершенно новым, третьим видом мастодонтов.

Мастодонт был одним из крупнейших наземных животных, живших на Земле во время ледникового периода. Он бродил от Берингии (современные Аляска и Юкон) на восток до Новой Шотландии и на юг до Центральной Мексики. Они были преимущественно травоядными, жили в болотистых местностях, питались кустарниками и низко свисающими ветвями деревьев и занимали совершенно иную среду обитания, чем их дальние родственники, легендарные шерстистые мамонты ледникового периода, которые обитали на открытых лугах и в тундре.

«Это исследование является первым в нескольких отношениях, включая нашу работу с тихоокеанским мастодонтом. Оно также ставит много новых вопросов. Например, как эти далёкие виды мастодонтов взаимодействовали в Альберте? Конкурировали ли они за ресурсы или скрещивались, как ранее было показано в нашей лаборатории для мамонтов?» — говорит ведущий автор исследования Эмиль Карпински из Гарвардской медицинской школы.

Эти новые результаты в сочетании с данными, полученными в ходе исследования, проведенного той же группой в 2020 году, создают гораздо более полную картину того, как мастодонты перемещались и развивались по всей Северной Америке, что помогает специалистам по охране природы сегодня подготовиться к постоянному потеплению и миграции арктических и северных видов, говорят исследователи.