Miljoonaa vuotta vanha DNA kirjoittaa mammuttien sukupuun uudelleen

Kuvittele norsu, mutta huomattavasti korkeampi ja painavampi ja pidempien hampaiden kanssa. Se on Kolumbian mammutti, vaikuttava eläin, joka vaelsi suuressa osassa Pohjois-Amerikkaa viimeisimmän jääkauden aikana.

Mammuttien sukupuusta on pitkään uskottu, että Kolumbian mammutti kehittyi aikaisemmin kuin pienempi, shaggier-villamamutti. Mutta nyt yli miljoona vuotta vanhaa DNA: ta käyttäen – vanhin fossiilista koskaan toipunut – tutkijat ovat kääntäneet tämän oletuksen päähänsä: He havaitsivat, että Kolumbian mammutti on itse asiassa villamammutin ja aiemmin tuntemattoman yhdistelmä. mammutin suku.

Nämä tulokset olivat julkaistu keskiviikkona Nature-lehdessä.

Mammutit ovat kuvattu monissa luolamaalauksissa, mikä heijastaa niiden merkitystä ruoan, ihon ja luun lähteenä pleistoteenin aikana. Viimeisen jääkauden aikana nykypäivän Yhdysvalloissa asuvilla ihmisillä olisi ensisijaisesti kohtasi Kolumbian mammutin, sanoi Love Dalen, paleogeneetikko Tukholman paleogeneettisen keskuksen toimesta. “Se on ikoninen laji viimeisestä jääkaudesta”, hän sanoi.

Kivettyneet mammuttien jäännökset, erityisesti ne säilynyt erinomaisella yksityiskohdalla, voi valaista kuinka nämä eläimet elivät ja kuolivat. Mutta muinaisen olennon geneettisen koodin analysointi – palauttamalla DNA: nsa ja kokoamalla se uudelleen genomiksi – avaa valtavia uusia tutkimusmahdollisuuksia, kertoi toinen paleogeneetikko David Díez-del-Molino. “Voit seurata lajien alkuperää.”

Tutkijaryhmä, mukaan lukien tohtori Dalen ja Dr. Díez-del-Molino, aloitti äskettäin juuri tämän käyttämällä kolme koillis-Siperiasta löydettyä mammuttihampaita.

Nämä hampaat ovat vanhoja – noin 700 000 vuotta, 1,1 miljoonaa vuotta ja 1,2 miljoonaa vuotta – ja ne ovat myös vaikuttavia katsoa, ​​tohtori Dalen sanoi. “Ne ovat maitopakkauksen kokoisia.”

Tutkijat aloittivat ottamalla vähän materiaalia jokaisen hampaan sisältä pienellä hammaslääkärin poralla. Sitten he käyttivät kemikaaleja ja entsyymejä, mitä seurasi pesuprotokolla, eristääkseen saadun hampaan jauheen DNA.

Suurin osa niiden uutetusta DNA: sta koostui useless muutaman kymmenen emäsparin pituisista sekvensseistä. Se on odotettavissa, koska ajan kuluminen on vaikeaa DNA-molekyyleille. Bakteerit ja entsyymit pilkkovat DNA: ta organismin kuoleman jälkeen, ja vesi ja kosmiset säteet jatkavat hajoamisprosessia myös sen jälkeen, kun näyte on haudattu ikiroutaan.

Se, mikä alkoi miljoonien emäsparien säikeinä, hajoaa pian, kertoi Kööpenhaminan yliopiston evoluutiobiologi ja tutkija Patricia Pecnerova. “DNA on hyvin pirstoutunut”, hän sanoi.

Mutta ennen kuin kaikki voidaan koota uudelleen digitaalisesti, on tarpeen puhdistaa jokainen näyte, sanoi Tom van der Valk, toinen tiimin jäsen ja bioinformatiikka Tukholman Science for Life -laboratoriossa. Tämä johtuu siitä, että kasvien, bakteerien ja ihmisten DNA on erittäin taitava hiipimään fossiileihin, hän sanoi. “Suuri osa tiedoistamme ei tule mammutista.”

Lajitellun DNA: n poistamiseksi joukkue vertaili sekvenssejä afrikkalaisen norsun, mammuttien läheisen sukulaisen, geneettiseen koodiin. He hävittivät kaiken, mikä ei vastannut. Lisäksi he heittivät sekvenssejä, jotka sopivat ihmisen genomiin.

Muiden kuin mammuttien DNA: n poistamisen jälkeen joukkueelle jäi 49–3,7 miljardia emäsparia kussakin kolmessa näytteessä. (Mammut genomi on noin 3,2 miljardia emäsparia, mikä on hiukan suurempi kuin ihmisen genomi.) Tutkijat vertasivat tietojaan afrikkalaisen norsun DNA: han toisen kerran, mikä antoi heidän laittaa kaikki DNA-fragmenttinsa oikeaan järjestykseen.

Tämä mammutti-DNA murtaa ennätyksen vanhimmasta koskaan sekvensoidusta DNA: sta, jota aiemmin pitivät a noin 700 000 vuotta vanha hevosnäyte, sanoi Morten E. Allentoft, evoluutiobiologi Curtinin yliopistosta Perthissä Australiassa, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. “Se on vanhin DNA, joka on koskaan tunnistettu aitousti”, hän sanoi.

Kun tutkijat tarkastelivat kolmea rekonstruoimaansa genomia, vanhin erottui. “Genomi näytti oudolta”, tohtori Dalen sanoi. “Mielestäni on todennäköistä, että tämä on eri laji.”

Se oli shokki: Tutkijat ovat jo pitkään uskoneet, että Siperiassa oli useless yksi mammuttien suku, josta syntyi villaisia ​​ja kolumbialaisia ​​mammutteja. Tämä löytö viittaa siihen, että myös aiemmin löytämätön mammuttiperhe oli olemassa.

“Se on valtava yllätys”, tohtori Dalen sanoi. “On täysin odottamatonta paleontologian mukaan, että olisi olemassa toinen suku.”

Seuraavaksi joukkue verrasi näitä kolmea genomia Kolumbian mammutin genetiikkaan, joka ulottui suurelle osalle Pohjois-Amerikkaa vasta 12 000 vuotta sitten. Tavoitteena oli selvittää, miten nämä kaksi lajia olivat sukulaisia, jos ollenkaan.

He löysivät vakuuttavia todisteita siitä, että villamamutti ja tämä uusi tuntematon suku risteytivät muodostamaan Kolumbian mammutin, hybridilajin.

Kukaan ei tiedä, missä ja kuinka kauan tämä uusi mammuttilinja kukoisti, tohtori van der Valk sanoi. “Olisi aivan mahtavaa, jos saisimme vielä muutaman näytteen tästä suvusta.”

On myös mahdollista rekonstruoida vanhempi ja vanhempi DNA, tohtori Dalen sanoi. Emme luo Jurassic Parkia uudelleen, hän sanoi, mutta teoreettiset mallit viittaavat siihen, että DNA voi selviytyä jopa muutaman miljoonan vuoden ajan. “En usko, että olemme vielä rajalla.”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *