Секреты выживания и загадочное вымирание на острове Врангеля

Генетический анализ последних шерстистых мамонтов на острове Врангеля выявил популяцию, которой удалось выжить в течение 6000 лет, несмотря на интенсивное инбридинг и низкое генетическое разнообразие.

Первоначально эта группа состояла всего из восьми человек, затем она расширилась до 200-300 членов. Хотя генетические проблемы не стали прямой причиной их исчезновения, до сих пор неясно, что в конечном итоге привело к их исчезновению. Исследование дает представление о том, как такие коллекции могут служить основой для текущих стратегий сохранения видов, находящихся под угрозой исчезновения. Классифицировать сегодня.

Десять тысяч лет назад последняя группа шерстистых мамонтов оказалась изолированной на острове Врангеля у побережья Сибири из-за повышения уровня моря, отделившего гористый остров от материка. Новые геномные исследования показывают, что эта изолированная группа, которая жила на острове в течение следующих 6000 лет, изначально состояла не более чем из восьми особей и расширилась до 200–300 особей в течение 20 поколений. Опубликовано в журнале клетка Исследование, проведенное 27 июня, показало, что у мамонтов на острове Врангеля наблюдаются признаки инбридинга и низкого генетического разнообразия, но сами по себе эти факторы не объясняют их возможное загадочное исчезновение.

Сибирская материковая собака. Авторское право: Лав Далин

Переоценка теорий вымирания

«Теперь мы можем отвергнуть идею о том, что популяция была очень маленькой и что она была обречена на вымирание по генетическим причинам», — говорит ведущий автор исследования Лёв Дален, эволюционный генетик из Центра палеогенетики, совместного проекта Шведского музея. «Возможно, это было просто случайное событие, которое убило их, и если бы это случайное событие не произошло, у нас до сих пор были бы мамонты».

Я люблю Далина. Авторское право: Ян Уоттс

Понимание текущих усилий по сохранению

Помимо того, что этот анализ мамонтов острова Врангеля прольет свет на динамику популяции шерстистых мамонтов, он может помочь в разработке стратегий сохранения ныне находящихся под угрозой исчезновения животных.

«Мамонты — отличная система для понимания продолжающегося кризиса биоразнообразия и того, что происходит с генетической точки зрения, когда вид проходит через узкое место в популяции, потому что они отражают судьбу большей части популяции сегодня», — говорит Марианна ДеХаске, первый автор из Центра исследований. Палеогенетика.

Мариан ДеХасек работает в лаборатории древней ДНК. Изображение предоставлено: Лав Далин

Генетические проблемы и долгосрочное наследие

Чтобы понять геномные последствия узкого места на острове Врангеля для популяций мамонтов, команда проанализировала геномы 21 шерстистого мамонта – 14 с острова Врангеля и 7 из популяций мамонтов, которые жили до узкого места. В целом образцы охватывают последние 50 000 лет существования шерстистого мамонта, что дает представление о том, как генетическое разнообразие мамонтов менялось с течением времени.

По сравнению с их материковыми предками, геномы мамонтов с острова Врангеля показали признаки инбридинга и низкого генетического разнообразия. Помимо общего снижения генетического разнообразия, они показали снижение разнообразия в главном комплексе гистосовместимости — группе генов, известной своей решающей ролью в иммунном ответе позвоночных.

Наб Остров Врангеля. Авторское право: Лав Далин

Долгосрочные генетические влияния и будущие исследования

Исследователи показали, что генетическое разнообразие популяции продолжало сокращаться на протяжении 6000-летнего периода, в течение которого мамонты населяли остров Врангеля, хотя и очень медленными темпами, что указывает на то, что размер популяции оставался стабильным до конца. Хотя гигантская популяция острова постепенно накапливала более или менее вредные мутации на протяжении шести тысяч лет своего существования, исследователи показали, что популяция медленно избавлялась от наиболее вредных мутаций.

«Если у человека есть очень вредная мутация, он по сути нежизнеспособен, поэтому эти мутации со временем постепенно исчезают из популяции, но с другой стороны, мы видим, что мамонты накапливали довольно вредные мутации, пока почти не вымерли», — говорит он. . Дехаск. «Для текущих программ сохранения важно помнить, что недостаточно снова вернуть популяции к приличному размеру; вы также должны активно и генетически контролировать их, потому что эти геномные эффекты могут длиться более 6000 лет».

Последняя загадка исчезновения шерстистого мамонта

Хотя геномы мамонтов, проанализированные в этом исследовании, охватывают большой временной интервал, они не включают последние 300 лет существования этого вида. Однако исследователи обнаружили окаменелости последнего периода жизни мамонта и планируют секвенировать геном в будущем.

«То, что произошло в конце, до сих пор остается загадкой – мы не знаем, почему они вымерли после того, как жили более или менее хорошо в течение 6000 лет, но мы думаем, что это произошло внезапно», – говорит Даллин. «Я бы хотел. говорят, есть надежда выяснить, почему они вымерли, но «Обещаний» нет.

Ссылка: «Временная динамика эрозии генома шерстистого мамонта перед вымиранием» 27 июня 2024 г., клетка.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.05.033