Четыре тысячи лет назад, на острове у побережья того, что сейчас называется Сибирью, последний шершавая мамонт сделал свой последний вздох.
Жизнь на этом острове, изолированном от других мамонтов, могла привести к опасным уровням инбридинга и катастрофическому падению численности, что, по словам ученых, могло привести к вымиранию. Новое исследование подтверждает, что популяция шершава мамонта на острове Врангеля была инбридной, но предполагает, что они не были обречены на смерть. Популяция мамонтов постепенно теряла вредные генетические мутации, которые могли повлиять на выживание, указывая на то, что какое-то другое случайное событие — например, болезнь или изменения окружающей среды — определило судьбу мамонтов, сообщают исследователи 27 июня в журнале Cell.
«Эта работа делает замечательную работу», — говорит Джошуа Миллер, палеонтолог из Университета Цинциннати, не участвовавший в исследовании. Исследование, по словам Миллера, как предлагает ценное понимание конца мамонтов острова Врангеля, так и предполагает, как следует контролировать генетику в современных усилиях по сохранению исчезающих животных.
До примерно 10 000 лет назад шершавая мамонты жили на материковой части Сибири, но повышение уровня мирового океана оставило популяции stranded на различных островах, что потенциально ограничивало генетическое смешение среди мамонтов.
«Генетическая вариация — это общий инструмент, который животные имеют для адаптации к изменениям окружающей среды», — говорит соавтор исследования Лав Дален, эволюционный генетик в Центре палеогенетики в Стокгольме. Предыдущие исследования о вымирании мамонтов предполагали, что изоляция популяции увеличивала уровень инбридинга, снижала генетическую вариацию и делала мамонтов более уязвимыми к вредным генетическим мутациям, болезням и смерти.
Но Дален и его коллеги отвергают эту идею — и делают это более десяти лет. На протяжении многих лет исследователи собирали осколки костей, бивни и зубы шершава мамонта в Сибири и извлекали из них геномы шершава мамонта. В новом исследовании команда проанализировала 21 геном, включая восемь, которые уже были ранее опубликованы. Данные генома охватывают последние 50 000 лет существования шершава мамонта, включая период, когда животные стали изолированными на острове Врангеля.
Исследователи обнаружили массивные бивни мамонтов, а также осколки костей и зубы в Сибири. В лаборатории они извлекли ДНК из останков.
Используя программное обеспечение для моделирования, команда сравнила геномы шершава мамонта с геномами слонов, ближайших современных родственников, и людей, чтобы предсказать, насколько вредные генетические мутации были для мамонта и были ли они устранены из популяции со временем.
Анализ показал, что хотя популяция мамонтов на острове Врангеля начиналась с максимум восьми особей, она увеличилась до примерно 200-300 особей и оставалась на этом уровне до вымирания мамонтов. Наиболее вредные генетические мутации в популяции мамонтов также становились менее частыми со временем, вероятно, потому что животные с этими мутациями не могли или не воспроизводились, говорят исследователи. Небольшие генетические мутации, вероятно, не стали бы причиной полного вымирания мамонтов острова Врангеля, говорит Дален.
«Это действительно хорошие доказательства против модели катастрофы, но это не полностью исключает эту модель», — говорит Винсент Линч, эволюционный биолог в Университете Буффало в Нью-Йорке. Хотя изоляция острова и падение генетической вариации, возможно, не стали последней каплей в могиле мамонта, даже накопление небольших генетических мутаций могло сделать шершава мамонтов более уязвимыми к другим изменениям окружающей среды, таким как болезни, изменения климата и прибытие людей.
Из-за трудностей с получением высококачественной ДНК команда не смогла проанализировать генетическое состояние популяции острова Врангеля в течение последних 300 лет их существования, примерно пяти поколений, говорит соавтор исследования Марианна Дехаск, также из Центра палеогенетики. В будущем, с быстро улучшающимися технологиями секвенирования, исследователи намерены завершить анализ генетической траектории шершава мамонта на острове Врангеля.
Пока ученые продолжают изучать шершава мамонта, последние моменты жизни животного остаются загадкой. «Может быть, им просто не повезло», — говорит Дален. Если бы какое-то бедствие не произошло на острове Врангеля, возможно, «мы до сих пор видели бы мамонтов, бродящих вокруг».