Древние мамонты: Получена древнейшая ДНК мамонта возрастом более миллиона лет

Содержание

Получена древнейшая ДНК мамонта возрастом более миллиона лет

https://ria.ru/20210217/mamont-1597883090.html

Получена древнейшая ДНК мамонта возрастом более миллиона лет

Получена древнейшая ДНК мамонта возрастом более миллиона лет — РИА Новости, 17.02.2021

Получена древнейшая ДНК мамонта возрастом более миллиона лет

Ученые извлекли и секвенировали ДНК из коренных зубов трех мамонтов, найденных на северо-востоке Сибири. Возраст находок составляет более одного миллиона лет… РИА Новости, 17.02.2021

2021-02-17T19:00

2021-02-17T19:00

2021-02-17T19:00

наука

земля — риа наука

биология

палеонтология

восточная сибирь

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.img.ria.ru/images/07e5/02/11/1597859894_0:0:3640:2048_1920x0_80_0_0_2cc0d387b22203aab9f24e5cbe2fb861.jpg

МОСКВА, 17 фев — РИА Новости. Ученые извлекли и секвенировали ДНК из коренных зубов трех мамонтов, найденных на северо-востоке Сибири. Возраст находок составляет более одного миллиона лет. Результаты исследования позволили проследить ранние эволюционные линии евразийских и североамериканских ветвей мамонтов. Статья опубликована в журнале Nature.Около миллиона лет назад еще не было шерстистых или колумбийских мамонтов, которые обитали в Евразии и Северной Америке во время последнего ледникового периода. Это было время их предшественника — древнего степного мамонта. Как он был связан с более поздними видами, до сих пор не было известно.Исследователям удалось извлечь митохондриальную ДНК из зубов трех древних мамонтов, которые нашли в сибирской вечной мерзлоте. Названные по местам находок, они имеют следующий возраст: Крестовка — примерно 1,65 миллиона лет, Адыча — около 1,34 миллиона лет, и Чукочья — 0,87 миллиона лет.Геномные данные этих образцов позволяют предположить, что в Восточной Сибири в раннем плейстоцене существовали две самостоятельные линии мамонтов. Результаты секвенирования показали, что два мамонта — Адыча и Чукочья — относятся к линии, от которой произошли евразийские и североамериканские шерстистые мамонты, а Крестовка представляет ранее неизвестную линию.По оценкам авторов, линия Крестовки отделилась от генома других мамонтов примерно 2,66–1,78 миллиона лет назад и дала начало первым североамериканским мамонтам. А колумбийский мамонт, или мамонт Колумба, обитавший в Северной Америки во время последнего ледникового периода, был гибридом шерстистого мамонта и этой ранее неизвестной генетической линии.»Это стало для нас полной неожиданностью. Все предыдущие исследования предполагали, что в то время в Сибири существовал только один вид мамонта, называемый степным мамонтом. Но наши анализы ДНК показывают, что были две разные генетические линии, которые мы здесь называем адычинским и крестовским мамонтами. Мы пока не можем сказать наверняка, но думаем, что это два разных вида», — приводятся в пресс-релизе Стокгольмского университета слова ведущего автора исследования Тома ван дер Валка (Tom van der Valk) из Центра палеогенетики в Стокгольме и Университета Уппсалы.»Это важное открытие. Похоже, что колумбийский мамонт, один из самых знаковых видов ледникового периода Северной Америки, эволюционировал в результате гибридизации, которая произошла примерно 420 тысяч лет назад», — добавляет еще один автор статьи Патриция Печнерова (Patrícia Pečnerová) из Шведского музея естественной истории.Исследование, которое проводилось в Центре палеогенетики в Стокгольме, стало результатом международного сотрудничества 22 ученых из девяти стран. Впервые в истории палеогенетики удалось извлечь ДНК из биоматериала возрастом более миллиона лет. Ранее возраст самой старой секвенированной ДНК древней лошади оценивался в 780–560 тысяч лет.»Эта ДНК невероятно древняя. Эти мамонты жили, когда еще не было людей и неандертальцев», — говорит руководитель исследования профессор эволюционной генетики Лове Дален (Love Dalén). По словам авторов, извлечение древней ДНК было сложной задачей — в образцах осталось лишь незначительное количество ДНК, и она распалась на очень мелкие фрагменты.Авторы отмечают, что их исследование также позволило по-новому взглянуть на то, как мамонты адаптировались к жизни в холодных условиях и как эта адаптация сказалась на видообразовании. Результаты показали, что варианты генов, связанные с жизнью в Арктике и влияющие на рост волос, терморегуляцию, накопление жировых отложений, устойчивость к холоду и циркадные ритмы, уже присутствовали у древних мамонтов более миллион лет назад, задолго до появления у них длинной шерсти.

https://ria.ru/20210216/megafauna-1597667794.html

https://ria.ru/20210215/chiksulub-1597512659.html

восточная сибирь

РИА Новости

i[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/07e5/02/11/1597859894_900:0:3631:2048_1920x0_80_0_0_7e664fda39d947b78dedde7016ab1771.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

земля — риа наука, биология, палеонтология, восточная сибирь

МОСКВА, 17 фев — РИА Новости. Ученые извлекли и секвенировали ДНК из коренных зубов трех мамонтов, найденных на северо-востоке Сибири. Возраст находок составляет более одного миллиона лет. Результаты исследования позволили проследить ранние эволюционные линии евразийских и североамериканских ветвей мамонтов. Статья опубликована в журнале Nature.Около миллиона лет назад еще не было шерстистых или колумбийских мамонтов, которые обитали в Евразии и Северной Америке во время последнего ледникового периода. Это было время их предшественника — древнего степного мамонта. Как он был связан с более поздними видами, до сих пор не было известно.

Исследователям удалось извлечь митохондриальную ДНК из зубов трех древних мамонтов, которые нашли в сибирской вечной мерзлоте. Названные по местам находок, они имеют следующий возраст: Крестовка — примерно 1,65 миллиона лет, Адыча — около 1,34 миллиона лет, и Чукочья — 0,87 миллиона лет.

Геномные данные этих образцов позволяют предположить, что в Восточной Сибири в раннем плейстоцене существовали две самостоятельные линии мамонтов. Результаты секвенирования показали, что два мамонта — Адыча и Чукочья — относятся к линии, от которой произошли евразийские и североамериканские шерстистые мамонты, а Крестовка представляет ранее неизвестную линию.

По оценкам авторов, линия Крестовки отделилась от генома других мамонтов примерно 2,66–1,78 миллиона лет назад и дала начало первым североамериканским мамонтам. А колумбийский мамонт, или мамонт Колумба, обитавший в Северной Америки во время последнего ледникового периода, был гибридом шерстистого мамонта и этой ранее неизвестной генетической линии.

16 февраля, 13:00НаукаУченые выяснили причину вымирания мегафауны Северной Америки»Это стало для нас полной неожиданностью. Все предыдущие исследования предполагали, что в то время в Сибири существовал только один вид мамонта, называемый степным мамонтом. Но наши анализы ДНК показывают, что были две разные генетические линии, которые мы здесь называем адычинским и крестовским мамонтами. Мы пока не можем сказать наверняка, но думаем, что это два разных вида», — приводятся в пресс-релизе Стокгольмского университета слова ведущего автора исследования Тома ван дер Валка (Tom van der Valk) из Центра палеогенетики в Стокгольме и Университета Уппсалы.

«Это важное открытие. Похоже, что колумбийский мамонт, один из самых знаковых видов ледникового периода Северной Америки, эволюционировал в результате гибридизации, которая произошла примерно 420 тысяч лет назад», — добавляет еще один автор статьи Патриция Печнерова (Patrícia Pečnerová) из Шведского музея естественной истории.

Исследование, которое проводилось в Центре палеогенетики в Стокгольме, стало результатом международного сотрудничества 22 ученых из девяти стран. Впервые в истории палеогенетики удалось извлечь ДНК из биоматериала возрастом более миллиона лет. Ранее возраст самой старой секвенированной ДНК древней лошади оценивался в 780–560 тысяч лет.

«Эта ДНК невероятно древняя. Эти мамонты жили, когда еще не было людей и неандертальцев», — говорит руководитель исследования профессор эволюционной генетики Лове Дален (Love Dalén).

По словам авторов, извлечение древней ДНК было сложной задачей — в образцах осталось лишь незначительное количество ДНК, и она распалась на очень мелкие фрагменты.

Авторы отмечают, что их исследование также позволило по-новому взглянуть на то, как мамонты адаптировались к жизни в холодных условиях и как эта адаптация сказалась на видообразовании. Результаты показали, что варианты генов, связанные с жизнью в Арктике и влияющие на рост волос, терморегуляцию, накопление жировых отложений, устойчивость к холоду и циркадные ритмы, уже присутствовали у древних мамонтов более миллион лет назад, задолго до появления у них длинной шерсти.15 февраля, 13:00НаукаРаскрыто происхождение кометы, уничтожившей динозавров

3700 лет назад, во времена, когда уже стояли египетские пирамиды, на острове Врангеля еще обитали мамонты. Они были ростом до 1,5 метра

О жизни доисторических животных можно узнать на выставке «Мегафауна». 

26 ноября в Омском государственном историко-краеведческом музее состоялось открытие выставки «Мегафауна», посвященной животным ледникового периода. На мероприятии присутствовали ученые биологи, историки, представители Территориального фонда геологической информации по Сибирскому Федеральному округу, средств массовой информации.

С приветственным словом выступил палеонтолог Алексей БОНДАРЕВ. Он рассказал об экспедициях, в ходе которых были найдены интересные и уникальные находки в Омской области: зуб мастодонта, кость гиены. Алексей БОНДАРЕВ подарил музею зуб редкого хазарского слона.

Старший научный сотрудник Омской лаборатории археологии, этнографии и музееведения Института археологии и этнографии СО РАН Константин ТИХОМИРОВ  рассказал о находке скелета древнего бурого медведя во время проведения археологических раскопок у села Усть-Тамак Знаменского района Омской области на  берегу  Иртыша в 2006 году.

Об обнаружении скелета мамонта Федора, найденного в Омском районе в 2000 году, гостям музея поведал Игорь ВЯТКИН:

— Это открытие было сделано благодаря неуёмной любознательности мальчишки пятиклассника Пети БОЛБИНА из села Большекулачье. Имя Федор мамонту дали в честь Федора НОВИКОВА, известного геолога и краеведа.

Куратор выставочного проекта, заведующий научно-экспозиционным и выставочным отделом природы Вероника НИКОНОВА провела для присутствующих экскурсию о палеонтологической истории Омской области, вымерших животных и самых уникальных находках в нашем крае.

Конечно на выставке посетителей более привлекают кости значительных размеров когда жившего мамонта и особенно бивни. Здесь же расположен стенд с рисунками этих древних животных, а также  тексты с подробными описаниями  сфер обитания мамонтов в разных частях земного шара:

  — Мамонты появились на Земле примерно 4,8 миллионов лет назад, время их расцвета приходится на поздний плейстоцен, начавшийся около 130 тысяч лет назад. К тому времени мамонт шерстистый  был наиболее многочисленным и распространенным видом и занимал обширные территории в Европе, Северной Америке и Северной Азии. Найдены многочисленные кости мамонтов на стоянках человека древнего каменного века; обнаружены также рисунки и скульптуры мамонтов сделанные руками доисторического человека.

В ХХ веке количество находок костей и скелетов мамонтов в Сибири увеличилось. В последнее годы найдены туши мамонтов сохранились  в вечной мерзлоте. В результате у ученых появилась возможность восстановить  древнего мамонта с помощью генетического материала, но пока желаемый результат не достигнут.

На 2-м стенде   в тексте указано:

— До 1993 года весь мир был уверен, что последние мамонты бродили по просторам Сибири около 10 тысяч лет назад. Однако согласно исследованиям российских ученых выяснилось, что еще 3700 лет назад, во времена когда уже стояли египетские пирамиды на острове Врангеля обитали мамонты.. Ученые выяснили, что на острове жили  измельчавшие мамонты небольших размеров достигавшие до полутора метра.

Следующий стенд рассказывает о жизни носорогов в разных частях света с древнейших времен до наших дней. «В 1927 году в Польше была найдена туша шерстистого носорога. В 2007 году подобная  и очень редкая находка (всего их три) была обнаружена в Нижнеколымском улусе Якутии. Ценность якутской находки в том, что она пролежала в вечной мерзлоте и потому сохранилась. При исследовании оказалось, что 90 процентов скелетной части туши и 80 процентов  кожного покрова не разрушены временем.  Современные носороги (на фото) распространены в Юго-Восточной Азии и  Африке.

На выставке  можно узнать, какие существа обитали в Омской  области в ледниковый период, как они выживали в суровых климатических условиях и почему вымерли.  Сотрудники музея в период карантинного режима из-за коронавируса делают ограничения для массовых посещений.

Посетители выставки смогут попробовать себя в роли палеонтолога, отыскать на импровизированном раскопе фрагмент кости древних животных и забрать их с собой. 

 Фото и текст Алексея Озерова

красота мира в каждом кадре

Хотя и дожили мамонты на островах Врангеля и Прибылова у побережья Аляски (3,7 и 6,5 тысячи лет назад соответственно) до вполне просвещенных времен египетских пирамид, письменных свидетельств о причинах их исчезновения с лица Земли никто не оставил: где Египет и где Северо-Восточная Арктика? Если отбросить околонаучные предположения вроде метеоритных бомбардировок и массовых вулканических извержений, останутся: климат, растительность (корм) и человек.

Гибель мамонтов и их спутников связывают по большей части с наступившим 12 тысяч лет назад потеплением: на участках суши, оставшихся от уходившей под воды океана азиатско-американской Берингии, среднегодовые температуры повысились на 4–120 С. Избыток влаги способствовал распространению тундровой и болотно-таежной растительности на прежде сухие и холодные степные угодья мамонтов: любимые шерстистыми слонами, судя по содержанию их кишечников, злаки, осоки, полынь и ива сменились влаголюбивыми лишайниками, карликовой березой и хвойными деревьями. Пришло время обильных снегопадов, а из-под мощного снежного покрова труднее стало добывать корм, и единый мамонтовый комплекс распался: сайгаки выжили лишь в степях Центральной Азии, овцебыки – в Гренландии, бизоны – в американских прериях и лесах… 

Некоторые ученые, например, геофизик Сергей Зимов, руководитель Северо-Восточной научной станции и организатор необычного «Парка плейстоценовой эпохи» в низовьях реки Колымы, не исключают, что к вымиранию мамонтов и их спутников причастны и люди. «Вы думаете, человек мамонта убить не мог? Нечем? – усмехается он: – Скатал шерсть мамонта длинным валиком, помочился; кругом мороз – вот и копье». Однако во всем мире была обнаружена лишь пара мамонтовых костей с застрявшими в них наконечниками метательного оружия.

Только в последнее время стали проявляться контуры сложных взаимоотношений людей и мамонтов. Так, в 2008 году в нижнем течении реки Яны на севере Якутии было открыто необычное скопление костей. На свою беду оказалось оно еще и очень богатым мамонтовым бивнем, весьма востребованным на рынке (с XVIII века в России ежегодно заготавливают и продают, в основном в Китай, от 20 до 40 тонн бивней). Безвестные первооткрыватели с риском для жизни проделали в многолетнемерзлых породах туннель длиной 46 метров и шириной до 4,5 метра, пытаясь добыть ископаемые сокровища.

Кое-что осталось и ученым из Геологического института РАН (ГИН РАН) и Института истории материальной культуры РАН. Они добрались до конца опасной галереи и обнаружили там тысячи костей мамонтов, а также остатки других животных, которым около 30 тысяч лет. Оказалось, что если в то время мамонты составляли в этих местах не более трех процентов всей фауны, то в костяном скоплении, наоборот, представлены практически только их остатки – 31 особь. Причем все особи как на подбор – молодые и ростом 1,8–2,6 метра в холке.

«Судя по всему, люди долгое время складывали здесь наиболее интересные для них объекты, – говорит палеонтолог Павел Никольский из ГИН РАН. – Часть костей несет на себе следы обработки орудиями; сами орудия – скребки, ножи, рубила, остроконечники – тоже встречаются». А самым интересным открытием экспедиции стали две правые лопатки, в которых торчали каменные наконечники дротиков либо копий с остатками древка, изготовленного из бивня.

Расположение пробоин указывает на то, что охотники подбирались к мамонту сзади, с правой стороны, и старались поразить метательным оружием жизненно важные органы исполина. (Порой, конечно, промахивались – тогда наконечники и застревали в костях.) Любопытно, что этот же участок на теле мамонта подчеркнут на рисунках в пещерах Руффиньяк во Франции и Пиндаль в Испании. Впрочем, судя по всему, мамонтов добывали нечасто.

Мамонт и другие древние животные Сибири

Сколько бы ни исследовали ученые мамонтовую фауну (а научное изучение длится уже более двух веков), прийти к единой гипотезе причины всемирной катастрофы они не смогли. К настоящему времени ясно одно: вымирание мамонтов совпало с глобальными изменениями климата, произошедшими 10 тысяч лет назад. В это время на Земле началось масштабное потепление: начали таять ледники, покрывавшие значительные площади в Европе, Азии и Северной Америке. Но благодаря исследованиям известного российского палеографа Андрея Алексеевича Величко известно, что в Евразии, например, было семь периодов похолоданий и семь периодов потеплений, однако далеко не все они привели к столь катастрофическим последствиям, как вымирание целого вида животных.

 

Мамонт и другие древние животные Сибири: энциклопедия

Исчезновение животных, входивших в мамонтовую фауну, не было одномоментной катастрофой: мамонты, первобытные бизоны, шерстистые носороги, пещерные львы, ленские лошади, зоргелии не погибли в результате гигантского наводнения, падения астероида или ужасной болезни, они исчезали постепенно, оставляя на Земле лишь следы своего существования. Обо всех этих вымерших животных, связанных с ними легендах, истории их изучения и известных находках рассказывает  энциклопедия

«Мамонт и другие древние животные Сибири». Повествование дополнено иллюстрациями и историческими фотографиями.

 

Иллюстрация из энциклопедии «Мамонт и другие древние животные Сибири»

На страницах книги читатели познакомятся с мамонтом Адамса, названным так по имени адъюнкта Академии наук Михаила Ивановича Адамса (1780–1832), нашедшего целую тушу мамонта в Якутии возле современного поселка Тикси. В 1808 году скелет мамонта был смонтирован и выставлен в музее Академии наук, чуть позже в Кунсткамере в Санкт-Петербурге. Читатели узнают историю детеныша мамонта, обнаруженного американскими золотоискателями на Аляске в 1948 году (его назвали Эффи), познакомятся с мамонтенком Димой, которого нашли в 1977 году в верховьях реки Колыма в Магаданской области (Диме посвящено множество научных статей, рассказы, стихи, фильмы, мультфильмы и диафильмы для детей), а также прочитают о Маше, найденной на полуострове Ямал и получившей свое имя в честь дочери одного из исследователей. Ну и, конечно, посмотрят, как выглядели таинственные и опасные пещерные львы, рослые (высота в холке более 170 см) и тяжеловесные ленские лошади и парнокопытные зоргелии.

 

Иллюстрация из энциклопедии «Мамонт и другие древние животные Сибири»

 

Мамонт и другие древние животные Сибири: энциклопедия / А.В. Протопопов, Е.Н. Мащенко, Г.Г. Боескоров и др.; худ. А.Н. Баишев, С.С. Баянаков, М.В. Панова и др. – Якутск: Бичик, 2018. – 108 с.

люди не виноваты? – Учительская газета

Мамонты, как и динозавры, обитали на Земле еще миллионы лет назад. Ранее основной версией их исчезновения было истребление этих животных первобытными людьми. Однако недавно международная группа ученых из Финляндии, Великобритании и Испании опубликовала в научном журнале Nature Ecology & Evolution итоги исследования, согласно которому древние мамонты и мастодонты вымерли в результате климатических изменений.

Мамонты и мастодонты вымерли из-за изменений климата

 

Считается, что популяция мамонтов населяла земной шар в период так называемого плиоцена по начало голоцена. Наиболее древние из них появились 5 миллионов лет назад на территории Африки. Исследователи относят мамонтов к семейству слоновых, хотя установлено, что те не являются предками современных слонов. Высота этих животных достигала 5,5 метра, а вес составлял 14‑15 тонн. Получается, что они были в два раза тяжелее африканских слонов, которые являются самыми крупными современными наземными млекопитающими.

Постепенно мамонты заселили территорию Евразии и Северной Америки, предпочитая для обитания лесные и степные регионы с умеренным климатом. Около 300 тысяч лет назад появились шерстистые мамонты: густой шерстяной покров помогал им приспосабливаться к жизни в холодном климате.

Большинство мамонтов вымерли 10‑14 тысяч лет назад, то есть в конце плейстоцена или в начале голоцена, одновременно с 34 другими родами крупных животных (позднечетвертичное вымирание). Некоторые виды исчезли около 11 тысяч лет назад. Реликтовые популяции шерстистого мамонта на островах Арктики можно было встретить еще 4 тысячи лет назад. Сегодня в Сибири и на Аляске находят трупы мамонтов, хорошо сохранившихся благодаря вечной мерзлоте.

Одна из основных гипотез вымирания мамонтов гласит, что решающую роль в этом сыграли охотники эпохи верхнего палеолита. Часто приходится читать, что в глубокой древности люди охотились на мамонтов. И, возможно, это действительно так. На стоянках каменного века неоднократно находили кости, принадлежавшие мамонтам. Также были обнаружены доисторические рисунки и скульптуры, изображавшие мамонтов, что свидетельствует об их тесном соседстве с человеком.

Среди изображений были и сцены охоты на этих животных. Хотя данные раскопок показывают, что охота была одним из основных видов деятельности в первобытном сообществе, но отнюдь не единственным. Например, если племя селилось близко от водоема, его члены могли промышлять рыбной ловлей. Женщины и дети занимались собирательством – искали в лесу грибы, ягоды, съедобные корешки, целебные травы. Могли собирать плоды с деревьев. В принципе то же самое могли делать и мужчины. Но, чтобы добыть мясо, нужно было все же отправляться на охоту. Хотя не факт, что добычей становились чаще всего именно мамонты. Это могли быть и птицы, и другие звери.

Животный мир уже тогда был достаточно разнообразен, и выбор имелся. К тому же мамонты являлись довольно крупными животными, и вряд ли какой-нибудь охотник мог завалить такого зверя в одиночку. Организовать охоту на мамонта было не так уж легко, для этого требовалось приличное количество людей и ресурсов. Поэтому можно предположить, что убивали мамонтов не так уж и часто.

Современные технологии изучения палеонтологических находок с высокой степенью точности позволяют определить по состоянию останков причину смерти живых существ. Мамонты не оказались исключением. Так, в феврале этого года специалисты выяснили, что мамонт, останки которого были найдены в июле 2020 года в окрестностях села Сеяха на Ямале, в районе озера Печевалавато, и которым примерно 30 тысяч лет, погиб вследствие несчастного случая.

Первоначально выдвигалась гипотеза, что кончина наступила от голода. Но тот факт, что рядом с останками обнаружились окаменелые экскременты, эту версию опровергает. Старший научный сотрудник Института экологии растений и животных Уральского отделения РАН Павел Косинцев прокомментировал: «Я его останки внимательно осмотрел, явных следов болезни не видно».

Тем не менее другим собратьям ямальского мамонта не так повезло. Шансы скончаться от истощения для них оказались довольно высоки. На основании анализа останков, хранящихся в музеях по всему миру, эксперты установили, что основная часть этих животных вымерла в конце последнего ледникового периода, причем это касается не только мамонтов, но и мастодонтов. Последние относятся к семейству вымерших млекопитающих из отряда хоботных, которые обитали в Евразии, Африке и Северной Америке до начала голоцена и отличались и от мамонтов, и от современных слонов строением зубов (например, вместо резцов у них росли бивни).

15‑25 тысяч лет назад из-за оледенения большинство мамонтов и их собратьев вынуждены были мигрировать с севера Сибири в более южные регионы, так как низкие температуры повлияли на изменения флоры и фауны, площадь пастбищ сократилась, и мамонтам, которые были травоядными животными, приходилось тратить все больше времени на поиски пищи (а взрослому животному требовалось не менее 150‑300 килограммов растительного корма в день). Но изменения климата охватили практически всю планету, ресурсов на все поголовье мамонтов хватить не могло. Пик вымирания этих древних обитателей Земли произошел 13‑14 тысяч лет назад. Освободившуюся экологическую нишу заняли более мелкие копытные, которые лучше адаптировались к соседству с человеческой популяцией и быстро размножались.

«Мы не предвидели такого результата, – заявил научный сотрудник Школы наук о Земле Бристольского университета, доктор Чжан Ханьвэн. – Похоже, что широкая глобальная картина вымирания хоботных в недавней геологической истории может быть воспроизведена без учета воздействия ранних человеческих диаспор».

Так что нам можно утешаться хотя бы тем, что наши отдаленные предки с большой вероятностью не были виноваты в исчезновении мамонтов с лица Земли…

Ирина ШЛИОНСКАЯ

Ученые предполагают, что таймырского мамонта Женю убил древний человек

Ученые предполагают, что таймырского мамонта Женю убил древний человек Главная Новости Ученые предполагают, что таймырского мамонта Женю убил древний человек

#НОРИЛЬСК. «Таймырский телеграф» – Российские ученые предполагают, что Сопкаргинского мамонта, известного как мамонт Женя, тушу которого нашли на Таймыре восемь лет назад, убил древний человек. Это открытие ставит под сомнение гипотезу историков о заселении территории Крайнего Севера человеком 30–35 тысяч лет назад.

«Убил ли мамонта древний человек или уже нашел в виде трупа, сказать трудно. Хотя, когда мы писали статью, археологи считали, что его убил или добил древний человек. К такому выводу они пришли, потому что на черепе были следы удара. Это выдающееся открытие: мамонту Жене более 40 тысяч лет, и присутствие человека на Крайнем Севере более 40 тысяч лет назад установлено впервые», – пояснил телеканалу «Северный город» заведующий зоологическим музеем Российской академии наук (Санкт-Петербург) Алексей Тихонов.

Мамонт Женя в Таймырском краеведческом музее – уникальный экспонат

По его словам, найденный древний гигант был однобивневый: «Скелет очень подробно зоологически описан. Мамонт Женя только-только заматерел, ему было где-то 15–16 лет. Самый интересный момент в том, что второй бивень у него не развился. Как известно, во-первых, в животном мире есть конкуренция, а во-вторых, в это время молодых самцов старались отогнать от стада.

Скелет Сопкаргинского мамонта. Женей его назвали в честь мальчика, обнаружившего останки древнего животного

Напомним, останки мамонта нашел в 2012 году 11-летний ненецкий мальчик Евгений Салиндер в трех километрах от полярной метеостанции Сопочная Карга. Общий вес останков составил около 700 килограммов. Столь крупных находок с хорошо сохранившимися тканями не было с 1901 года. С 2013-го по 2016 год тушу мамонтенка изучали лучшие российские и зарубежные специалисты в Зоологическом институте Санкт-Петербурга. Там же из найденных останков таксидермисты изготовили чучело, которое хранится в Таймырском краеведческом музее. Подобных по значимости палеонтологических артефактов нет ни в одном музее мира.

Екатерина Елканова, открытые источники

05 ноября, 2020

Последние новости

Похожие новости

Все права защищены © Сетевое издание «Таймырский телеграф», 2020
При полном или частичном цитировании ссылка на «Таймырский телеграф» обязательна. Редакция не несет ответственности за информацию, содержащуюся в рекламных объявлениях.
Редакция не предоставляет справочную информацию.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77-59649 от 23.10.2014 г. Главный редактор: Литвиненко О. А.

Этот сайт использует файлы cookies и сервисы сбора технических данных посетителей (данные об IP-адресе и др.) для обеспечения работоспособности и улучшения качества обслуживания. Продолжая использовать наш сайт, вы автоматически соглашаетесь с использованием данных технологий.

Политика конфиденциальности

Древние мамонты могли дважды обогнуть земной шар

Ученые Университета Аляски восстановили биографию шерстистого мамонта, жившего на Аляске 17 тысяч лет назад. Оказалось, что это животное очень активно перемещалось с места на место. За 28 лет жизни мамонт прошел такое расстояние, что смог бы дважды обогнуть земной шар, если бы двигался только по прямой, сообщает Science.

Современные технологии позволяют получить уникальные сведения о повседневной жизни мамонтов. Авторы нового исследования проанализировали генетический материл из бивня длиной 1,7 метра. Результаты показали, что это был самец, который провел жизнь в путешествиях по тундре. Он был связан с последними группами мамонтов, обитавшими в этом регионе.

Мамонт обитал в Берингии – области между Северной Америкой и Северо-Восточной Азией. Сейчас большая ее часть покрыта льдами и затоплена морской водой, но в конце плейстоцена там располагались обширные луга.

Ученые изучили химические изотопы в его останках. Эти данные помогли им понять, какие области мамонт посещал в разные годы жизни.

Первый год своей жизни он провел в бассейне реки Юкон во внутренней части Аляски, двигаясь очень мало. Будучи подростком (2-15 лет), он стал проходить большие расстояния.

В 15 лет образ жизни мамонта резко изменился, о чем свидетельствуют изотопные сигнатуры в бивнях. Ученые пришли к выводу, что его изгнали из стада – примерно то же самое происходит у современных слонов, когда выросшие самцы отделяются от группы и начинают жить самостоятельно.

В этот период жизни мамонт совершил самые дальние перемещения. Последние два года жизни он провел в небольшом регионе на севере Аляски, где и умер, вероятнее всего, от голода.

«Обширный ареал материковых мамонтов Берингии, возможно, сделал их уязвимыми для большего количества стрессов, от потепления климата до хищничества людей, что в совокупности могло привести к более быстрому вымиранию», – отметили авторы научной работы.

Ранее ученые восстановили самую древнюю ДНК мамонта в истории. Ее извлекли из останков возрастом более миллиона лет.

геномов мамонтов, которым миллион лет, побили рекорд по старейшей древней ДНК

Древняя ДНК, полученная у разных видов мамонтов, проливает свет на сложную эволюционную картину Фото: Бет Зайкен / Центр палеогенетики

Геном, которому миллион лет, здесь. Зубы мамонта, сохранившиеся в вечной мерзлоте Восточной Сибири, произвели самую старую древнюю ДНК из зарегистрированных, что приблизило технологию к ее пределам, но, возможно, не вышло за их пределы.

Геномная ДНК, выделенная из трех образцов зубов, обнаруженных в 1970-х годах, позволила идентифицировать новый вид мамонта, который дал начало более позднему североамериканскому виду.Результаты были опубликованы в журнале Nature 17 февраля 1 .

«Я люблю бумагу. Я ждал этой статьи вот уже восемь лет », — говорит Людовик Орландо, специалист по древней ДНК из Центра антропобиологии и геномики Тулузы во Франции, который в 2013 году возглавил работу по секвенированию предыдущих старейших древняя ДНК — геном кости лошадиной ноги возрастом от 560 000 до 780 000 лет 2 . «Я рад проиграть этот рекорд, потому что он был тяжелым», — говорит он.

Исследователи подозревали, что древняя ДНК может выжить более миллиона лет, если удастся найти правильный образец. Когда организм умирает, его хромосомы распадаются на части, которые со временем становятся короче. В конце концов, нити ДНК становятся настолько маленькими, что, даже если их можно извлечь, они теряют свое информационное содержание.

Команда Орландо обнаружила, что фрагменты длиной всего 25 букв ДНК в их конской кости из канадской территории Юкон все еще можно интерпретировать. По их оценкам, останки возрастом в миллион лет, хранящиеся в постоянном холоде вечной мерзлоты, замедляющем фрагментацию ДНК, также должны содержать фрагменты ДНК такой длины.«Единственное сомнение: существует ли такой образец?» Орландо говорит.

Десятилетняя мечта

Лав Дален, эволюционный генетик из Шведского музея естественной истории (SMNH) в Стокгольме, увлекался идеей секвенирования останков очень старых мамонтов с тех пор, как впервые столкнулся с их коллекцией в 2007 году. Образцы, секвенированные его командой, один от раннего шерстистого мамонта ( Mammuthus primigenius ) и два, отнесенных к предшественнику, известному как степные мамонты ( Mammuthus trogontherii ), были обнаружены российским палеонтологом Андреем Шером.

Источник: Давид Дьес-дель-Молино

Дален надеялся, что ДНК из образцов сможет зафиксировать эволюцию шерстистых мамонтов и других видов в действии, но он был скептически настроен из-за предыдущих неудачных опытов с гораздо более молодыми останками, обнаруженными в вечной мерзлоте. «Не все, что есть в вечной мерзлоте, всегда работает. Подавляющее большинство образцов содержат дерьмовую ДНК », — говорит он.

И действительно, два из трех коренных зубов мамонта из раскопок Шера, извлеченные из отложений возрастом более одного миллиона лет, содержали так мало ДНК, что Дален сказал, что он бы выбросил их, будь они моложе.

Но благодаря достижениям в технологии секвенирования и биоинформатики его команде удалось получить 49 миллионов пар оснований ядерной ДНК из самого старого образца, найденного недалеко от деревни под названием Крестовка, и 884 миллиона пар оснований из другого зуба под названием Адыча. Анализ ДНК показал, что образцу Крестовки было 1,65 миллиона лет, а образцу Адычи — около 1,3 миллиона (см. «Древние геномы»). Третий образец, зуб шерстистого мамонта, которому 600000 лет, названный Чукочья, дал почти 3 зуба.7 миллиардов пар оснований ДНК, больше, чем длина его генома из 3,1 миллиарда пар оснований.

Судя по форме, два самых старых зуба выглядели так, как будто они принадлежали степным мамонтам, европейскому виду, который, по мнению исследователей, предшествовал шерстистым мамонтам и колумбийским мамонтам ( Mammuthus columbi ), североамериканскому виду. Но их геномы нарисовали более сложную картину. Образец Адыча был частью линии, от которой произошли шерстистые мамонты, а образец Крестовки явно не был.

Команда Далена обнаружила, что он принадлежит к совершенно новой линии. «Мы не можем сказать, что это другой вид, но похоже, что это действительно так», — говорит он. Хотя образец Крестовки взят из России, он подозревает, что эта линия была изолирована от других степных мамонтов Северной Америки. Команда обнаружила, что колумбийские мамонты прослеживают половину своей родословной от крестовских мамонтов, а другую половину — от шерстистых мамонтов. По оценкам Далена, две линии происхождения смешались более 420 000 лет назад.

Бивень шерстистого мамонта.Кредит: Love Dalén

.

Идея о том, что новые виды могут образовываться путем смешения, а не просто отделения от одного родительского вида, становится все более популярной среди биологов-эволюционистов. Но это первое свидетельство «гибридного видообразования» древней ДНК, — говорит Орландо. «Это потрясающе.»

Хендрик Пойнар, специалист по древней ДНК из Университета Макмастера в Гамильтоне, Канада, говорит, что разные виды мамонтов, вероятно, обычно гибридизуются, когда ледниковое расширение свело их вместе.Его команда нашла доказательства того, что позже шерстистые и колумбийские мамонты иногда скрещивались.

Будущее древней ДНК

Несмотря на то, что исследователи давно ожидали генома возрастом в миллион лет, преодоление этого порога важно, говорит Вивиан Слон, палеогенетик из Тель-Авивского университета в Израиле. «Есть разница между тем, что мы считаем возможным, и тем, что на самом деле это демонстрируем».

Том ван дер Валк, биоинформатик из Упсальского университета в Швеции, который руководил работой по изучению мамонтовых зубов с биологами-эволюционистами Патрисией Печнеровой и Дэвидом Диес-дель-Молино из SMNH, надеется, что это будет способствовать развитию других лабораторий.«Это символический барьер, который, я надеюсь, может вдохновить и мотивировать другие группы, у которых есть идеи относительно действительно глубокого секвенирования».

Перейдя порог в миллион лет, исследователи древней ДНК смогут получить доступ к ранним историям других млекопитающих, больших и малых, говорит Дален. Очень старые образцы вечной мерзлоты овцебыков, лосей и леммингов теперь находятся в поле зрения его лаборатории.

ДНК мамонта не отражает самую старую биомолекулярную информацию из летописи окаменелостей. В 2016 году исследователи сообщили о белковых последовательностях из 3.Скорлупа страусиных яиц возрастом 8 миллионов лет из Танзании 3 , а в 2019 году другая команда расшифровала белки из зуба носорога возрастом 1,77 миллиона лет из Джорджии 4 . Последовательности белков, как правило, гораздо менее информативны о происхождении организма, чем ДНК. Но белковые молекулы намного более выносливы, поэтому исследователи могут использовать их, чтобы почерпнуть информацию из очень старых окаменелостей, найденных в местах, где нет вечной мерзлоты. Образцы страуса и носорога происходят из археологических раскопок, известных останками гомининов.

По словам исследователей, шансы найти останки древних родственников человека возрастом миллион лет в вечной мерзлоте очень низки. Но Дален считает, что подходящая среда, такая как глубокая пещера, может дать образцы столь древнего возраста. Останки ранних неандертальцев из испанской пещеры, датируемой 430 000 лет назад, представляют собой самую старую ДНК древнего родственника человека, обнаруженного к настоящему времени 5 . «Найти гоминина в идеальном контексте для сохранения, как вечная мерзлота, было бы мечтой», — говорит Слон.

Что касается вероятного предела возраста древней ДНК, Дален говорит, что это легко определить: «2,6 миллиона лет. Это предел вечной мерзлоты. Раньше было слишком тепло ».

ДНК возрастом в миллионы лет проливают свет на геномную историю мамонтов

  • 1.

    Аллентофт, M. E. et al. Период полураспада ДНК в кости: измерение кинетики распада 158 датированных окаменелостей. Proc. R. Soc. Лондон. В 279 , 4724–4733 (2012).

    CAS Google ученый

  • 2.

    Orlando, L. et al. Повторная калибровка эволюции Equus с использованием последовательности генома лошади раннего среднего плейстоцена. Природа 499 , 74–78 (2013).

    ADS CAS Google ученый

  • 3.

    Skoglund, P. et al. Происхождение и генетическое наследие неолитических фермеров и охотников-собирателей в Европе. Наука 336 , 466–469 (2012).

    ADS CAS Google ученый

  • 4.

    Green, R.E. et al. Предварительная последовательность генома неандертальца. Наука 328 , 710–722 (2010).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 5.

    Palkopoulou, E. et al. Полные геномы выявляют признаки демографического и генетического упадка шерстистого мамонта. Curr. Биол . 25 , 1395–1400 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 6.

    Weir, J. T. & Schluter, D. Ледяные щиты способствуют видообразованию северных птиц. Proc. R. Soc. Лондон. B 271 , 1881–1887 (2004).

    Google ученый

  • 7.

    Листер А. М. Влияние четвертичных ледниковых периодов на эволюцию млекопитающих. Фил. Пер. R. Soc. Лондон. В 359 , 221–241 (2004).

    Google ученый

  • 8.

    Листер, А.М., Шер, А. В., ван Эссен, Х. и Вей, Г. Модель и процесс эволюции мамонта в Евразии. Quat. Инт . 126–128 , 49–64 (2005).

    Google ученый

  • 9.

    Верделин Л. и Сандерс У. Дж. (Ред.) Кайнозойские млекопитающие Африки (Univ. California Press, 2010).

  • 10.

    Листер А. М. и Шер А. В. Эволюция и распространение мамонтов в Северном полушарии. Наука 350 , 805–809 (2015).

    ADS CAS Google ученый

  • 11.

    Репеннинг, К. А. Аллофейомис и эпоха Олира Сюита, ​​Крестовка, Якутия (Типография правительства США, 1992).

  • 12.

    Dabney, J. et al. Полная последовательность митохондриального генома пещерного медведя среднего плейстоцена, реконструированная по ультракоротким фрагментам ДНК. Proc. Natl Acad.Sci. США 110 , 15758–15763 (2013).

    ADS CAS Google ученый

  • 13.

    Briggs, A. W. et al. Удаление дезаминированных цитозинов и обнаружение метилирования in vivo в древней ДНК. Nucleic Acids Res . 38 , e87 (2010).

    Google ученый

  • 14.

    Мейер, М. и Кирчер, М. Подготовка библиотеки секвенирования Illumina для захвата и секвенирования с высокой степенью мультиплексирования мишеней. Колд Спринг Харб. Протокол . 2010 , db.prot5448 (2010).

    Google ученый

  • 15.

    Palkopoulou, E. et al. Полная геномная история вымерших и живых слонов. Proc. Natl Acad. Sci. США 115 , E2566 – E2574 (2018).

    CAS Google ученый

  • 16.

    Rohland, N. et al. Митогеномика хоботка: хронология и способ эволюции слона с использованием мастодонта как внешней группы. ПЛоС Биол . 5 , e207 (2007).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 17.

    Meyer, M. et al. Последовательность генома с высоким охватом архаичного денисовца. Наука 338 , 222–226 (2012).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 18.

    Chang, D. et al. Эволюционная и филогеографическая история шерстистых мамонтов: всесторонний митогеномный анализ. Sci. Репу . 7 , 44585 (2017).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 19.

    Pečnerová, P. et al. Эволюция митогенома в последней выжившей популяции шерстистых мамонтов обнаруживает нейтральные и функциональные последствия небольшого размера популяции. Evol. Lett . 1 , 292–303 (2017).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 20.

    Barnes, I. et al. Генетическая структура и исчезновение шерстистого мамонта, Mammuthus primigenius . Curr. Биол . 17 , 1072–1075 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 21.

    Пикрелл, Дж. К. и Притчард, Дж. К. Вывод о популяционных расщеплениях и смесях на основе данных о частоте аллелей по всему геному. PLoS Genet . 8 , e1002967 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 22.

    Patterson, N. et al. Древняя примесь в истории человечества. Генетика 192 , 1065–1093 (2012).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 23.

    Леппала, К., Нильсен, С. В. и Майлунд, Т. admixturegraph: пакет R для манипулирования графами примесей и подгонки. Биоинформатика 33 , 1738–1740 (2017).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 24.

    Skov, L. et al. Обнаружение архаичной интрогрессии с использованием несмешанной внешней группы. PLoS Genet . 14 , e1007641 (2018).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 25.

    Lynch, V.J. et al. Геномы слонов раскрывают молекулярные основы адаптации шерстистых мамонтов к Арктике. Cell Rep . 12 , 217–228 (2015).

    CAS Google ученый

  • 26.

    Маллет, Дж. Гибридное видообразование. Природа 446 , 279–283 (2007).

    ADS CAS Google ученый

  • 27.

    Лукас, С. Г., Морган, Г. С., Лав, Д. В. и Коннелл, С. Д. Первые североамериканские мамонты: таксономия и хронология раннего ирвингтона (ранний плейстоцен) Mammuthus из Нью-Мексико. Quat. Инт . 443 , 2–13 (2017).

    Google ученый

  • 28.

    Gansauge, M.-T. И Мейер, М. Подготовка библиотеки одноцепочечной ДНК для секвенирования древней или поврежденной ДНК. Нац. Протоколы 8 , 737–748 (2013).

    Google ученый

  • 29.

    John, J. S. SeqPrep: инструмент для удаления адаптеров и / или объединения парных считываний с перекрытием в отдельные считывания. GitHub https://github.com/jstjohn/SeqPrep (2011 г.).

  • 30.

    Schubert, M. et al. Улучшение картирования чтения древней ДНК по сравнению с современными эталонными геномами. BMC Genomics 13 , 178 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 31.

    Li, H. Считывает выравнивающую последовательность, последовательности клонирования и контиги сборки с BWA-MEM. Препринт на https://arxiv.org/abs/1303.3997 (2013).

  • 32.

    Feuerborn, T. R. et al. Конкурентное картирование позволяет идентифицировать и исключать загрязнение ДНК человека в наборах геномных данных древней фауны. BMC Genomics 21 , 844 (2020).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 33.

    Li, H. et al. Формат Sequence Alignment / Map и SAMtools. Биоинформатика 25 , 2078–2079 (2009).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 34.

    Йонссон, Х., Гинолхак, А., Шуберт, М., Джонсон, П.Л. Ф. и Орландо, Л. mapDamage2.0: быстрые приближенные байесовские оценки параметров древних повреждений ДНК. Биоинформатика 29 , 1682–1684 (2013).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 35.

    Skoglund, P. et al. Отделение эндогенной древней ДНК от современного загрязнения у сибирских неандертальцев. Proc. Natl Acad. Sci. США 111 , 2229–2234 (2014).

    ADS CAS Google ученый

  • 36.

    Корнелиуссен, Т. С., Альбрехтсен, А. и Нильсен, Р. ANGSD: анализ данных секвенирования следующего поколения. BMC Bioinformatics 15 , 356 (2014).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 37.

    Смит, А. Ф. А., Хабли, Р. и Грин, П. RepeatMasker Open-4.0, 2013–2015. http://www.repeatmasker.org (2015).

  • 38.

    Green, R.E. et al. Полная последовательность митохондриального генома неандертальца, определенная высокопроизводительным секвенированием. Cell 134 , 416–426 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 39.

    Эдгар Р.С. МЫШЦЫ: множественное выравнивание последовательностей с высокой точностью и высокой пропускной способностью. Nucleic Acids Res . 32 , 1792–1797 (2004).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 40.

    Meyer, M. et al.Палеогеномы евразийских слонов с прямыми клыками бросают вызов современным представлениям об эволюции слонов. eLife 6 , e25413 (2017).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 41.

    Янг, З. Филогенетическая оценка максимального правдоподобия на основе последовательностей ДНК с переменной скоростью по сайтам: приблизительные методы. J. Mol. Evol . 39 , 306–314 (1994).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 42.

    Дарриба Д., Табоада Г. Л., Доалло Р. и Посада Д. jModelTest 2: больше моделей, новая эвристика и параллельные вычисления. Нац. Методы 9 , 772 (2012).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 43.

    Suchard, M. A. et al. Байесовская филогенетическая и филодинамическая интеграция данных с использованием BEAST 1.10. Вирус Evol . 4 , vey016 (2018).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 44.

    Gill, M. S. et al. Улучшение байесовских выводов динамики популяции: основанная на объединении модель для нескольких локусов. Мол. Биол. Evol . 30 , 713–724 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 45.

    Лефорт В., Деспер Р. и Гаскуэл О. FastME 2.0: комплексная, точная и быстрая программа вывода филогении на основе расстояний. Мол. Биол. Evol . 32 , 2798–2800 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 46.

    Liu, L. et al. Геномный анализ карликового кабана показывает широкое межпородное скрещивание во время экспансии диких кабанов. Нац. Коммуна . 10 , 1992 (2019).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый

  • 47.

    Фрит, М. К., Хамада, М. и Хортон, П. Параметры для точного выравнивания генома. BMC Bioinformatics 11 , 80 (2010).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 48.

    McLaren, W. et al. Предиктор эффекта варианта Ensembl. Биология генома . 17 , 122 (2016).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 49.

    Eden, E., Navon, R., Steinfeld, I., Lipson, D. & Yakhini, Z. GOrilla: инструмент для открытия и визуализации обогащенных терминов GO в ранжированных списках генов. BMC Bioinformatics 10 , 48 (2009).

    PubMed PubMed Central Google ученый

  • 50.

    Янг, З. PAML 4: филогенетический анализ методом максимального правдоподобия. Мол. Биол. Evol . 24 , 1586–1591 (2007).

    CAS Google ученый

  • ДНК мамонтов возрастом миллион лет | Наука

    У степных мамонтов лохматая шкура возникла более миллиона лет назад — черта, унаследованная шерстистыми мамонтами.Бет Зайкен / Центр палеогенетики

    Шерстистые мамонты были символами ледникового периода. Начиная с 700000 лет назад и заканчивая всего 4000 лет назад, они бродили по холодным степям Евразии и Северной Америки. По мере того, как древние ледники расширялись по Северному полушарию, эти звери пережили быстро охлаждающиеся температуры, обладая чертами устойчивости к холоду — характеристикой, которую они приобрели не в результате эволюции, как считалось ранее. Шерстистые мамонты, как показало новое исследование Nature , унаследовали черты, которые сделали их такими успешными, от вида мамонтов, возраст которого составляет около миллиона лет.

    Ключ к разгадке основан на невероятно старой ДНК, извлеченной из трех коренных зубов, обнаруженных на северо-востоке Сибири. Самый старый из них получил прозвище Крестовский мамонт, датируемый примерно 1,2 миллиона лет назад. Два других коренных зуба получили прозвище адычинский и чукочинский мамонты, возраст которых составляет 1 миллион и от 500 000 до 800 000 лет соответственно. Тот факт, что исследователям вообще удалось извлечь и проанализировать ДНК этих окаменелостей, является знаковым. До сих пор самый старый взгляд на древние гены был получен у лошади ледникового периода, которая жила более 560000 лет назад.Новые образцы мамонта удваивают это количество, получая титул старейшей ДНК, извлеченной из ископаемых останков. «Нам пришлось иметь дело с ДНК, которая была значительно более деградированной по сравнению с ДНК лошади», — говорит палеогенетик из Шведского музея естествознания Лав Дален, автор нового исследования.

    Понимание такого древнего генетического материала является проблемой, потому что ДНК начинает распадаться после смерти. Образцы древней ДНК иногда могут быть загрязнены современными источниками. В то время как сохранившиеся фрагменты ДНК древней лошади имели длину около 78 пар оснований, фрагменты ДНК мамонта составляли около 42-49 пар оснований.Дален говорит, что иногда бывает трудно сказать, какие короткие фрагменты принадлежат мамонту, а какие следует игнорировать как современное заражение от бактерий или людей. Исследователи сравнили результаты ДНК трех зубов со слонами и людьми и отвергли все данные, которые, казалось, могли быть получены от людей.

    Возникающая картина, нарисованная древней ДНК, отличается от того, что ожидали исследователи. «Это действительно увлекательная статья», — говорит палеонтолог из Американского музея естественной истории Росс Макфи, который не участвовал в новом исследовании, как для установления нового ориентира для древней ДНК, так и для обнаружения доказательств того, что по крайней мере один вид мамонта возник как гибрид.

    История началась более миллиона лет назад в Евразии, когда жил большой вид, предшествовавший шерстистому мамонту, называемый степным мамонтом, Mammuthus trogontherii, . Эти мамонты не так известны, как шерстистые, и большая часть того, что было обнаружено о них, происходит от одних лишь костей, а не от туш с лохмотьями мягких тканей. Никто не знал, адаптированы ли эти звери к холоду или нет, поскольку предполагалось, что степные мамонты процветали в более теплые межледниковые периоды, а шерстистые мамонты произошли от степных мамонтов, когда лед расширил свою власть на планете.

    Тем не менее, исследователи обнаружили, что у более старых мамонтов, которым миллион лет, были гены лохматой шерсти и некоторые другие физиологические приспособления для жизни в холодных местах обитания, а это означает, что шерстистые унаследовали многие из своих характерных черт. Моляр, именуемый адычинским мамонтом, возрастом около миллиона лет и напоминающий коренного зуба степного мамонта, содержит генетические маркеры этих признаков, хотя мамонт жил на сотни тысяч лет раньше шерстяного. Это открытие намекает, говорит Дален, на то, что многие критические черты, позволившие мамонтам заселять холодные регионы, произошли намного раньше — возможно, во время эволюции степного мамонта от его предполагаемого предка около 1 года.7 миллионов лет назад.

    В своем генетическом анализе Дален и его коллеги также изучили, как три древних мамонта связаны с другими известными образцами и видами. Крестовский мамонт возрастом около 1,2 миллиона лет появился как уникальная ветвь мамонта, которая не вписывалась ни в один из ранее известных видов. И эта недавно обнаруженная родословная мамонтов сыграла важную роль. Исследователи предполагают, что Mammuthus columbi — огромный вид, который бродил по Северной Америке с 10 500 до 1.5 миллионов лет назад — возник как гибрид между предками шерстистого мамонта и генетической линией крестовского мамонта. «Это определенно стало для нас полной неожиданностью», — говорит Дален.

    Возраст коренного зуба чукочинского мамонта составляет более 500 000 лет, это один из трех образцов, использованных в новом исследовании. Любовь Дален

    То, что Mammuthus columbi возник как новый вид, появившийся в результате гибридизации, «имеет большое значение для нашего понимания структуры популяции мегачудовищ плейстоцена», — говорит Макфи.Предки шерстистого мамонта и мамонта Крестова расходились друг от друга примерно на миллион лет, прежде чем в популяции появился гибрид, который отличался от обоих, давая начало Mammuthus columbi . Более того, отмечает Макфи, «это говорит о том, что мамонты в Старом и Новом Свете действовали как чрезвычайно распределенная метапопуляция», причем популяции могли скрещиваться друг с другом, несмотря на то, что выглядели по-разному.

    Конечно, исследование — не последнее слово в генеалогическом древе мамонтов.Палеогенетики и палеонтологи только начинают понимать, как связаны все эти мамонты. В Северной Америке, например, некоторые окаменелости были названы палеонтологом ХХ века Генри Фэрфилдом Осборном мамонтом Джефферсона, и иногда эти окаменелости относят к категории уникальных видов. Эксперты подозревают, что эти мамонты являются гибридом шерстистых мамонтов и Mammuthus columbi , и эта идея может быть проверена на основе генетических данных. По словам Далена, североамериканские мамонты, датированные примерно 126 000–770 000 лет назад, могут содержать дополнительные генетические ключи к разгадке того, как виды мамонтов скрещивались друг с другом, давая начало новым формам мамонтов с течением времени.

    Древние гены показывают, что мир ледникового периода сильно отличался от нашего. Мегафауна процветала на всех континентах мира, и эти животные, возможно, имели генетические связи друг с другом, которые исчезли из-за исчезновения. «В наши дни мы не думаем о том, что виды-мегавыки могут поддерживать многоконтинентальные ареалы, но это должно быть, по крайней мере, частично из-за того, что люди нарушили свои ареалы, структуру популяции и возможности для спаривания на протяжении тысячелетий», — говорит Макфи.

    Животные Кости Крутые находки ДНК Вымирание Генетика Млекопитающие Палеонтология

    История жизни мамонта ледникового периода воссоздана с потрясающими деталями.

    Бивень шерстистого мамонта — это история, написанная из слоновой кости.Он прорастает из-под десен мамонта, клетки делятся постоянно, даже ежедневно.

    «Кончик бивня — молодой мамонт», — говорит Мэтью Вуллер, эколог из Университета Аляски в Фэрбенксе. «Основание бивня — старый мамонт. Все, что находится между ними, — это время жизни мамонта ». Бивень — это летопись путешествий, диеты и даже смерти его владельца. По словам Вуллера, концепция проста. Что сложно, так это получить доступ к химическому составу бивня и его интерпретировать.

    В новом исследовании Вуллер возглавил группу исследователей, занимающихся именно этим.Изучая бивень шерстистого мамонта, жившего около 17000 лет назад, они обнаружили подробности его деятельности от рождения до смерти. Они также проследили его следы через ледниковый период на Аляске за 28 лет, отметив, что впервые ученые смогли реконструировать историю жизни мамонта с такими мельчайшими подробностями.

    В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Science , использовались новейшие инструменты и методы, позволяющие понять, как жили шерстистые мамонты, включая их возможные взаимодействия с людьми.Эта работа может также дать информацию для исследований о том, почему эти культовые животные в конечном итоге вымерли, и о том, как современные крупные млекопитающие могут отреагировать на неуклонное потепление в мире. ( Узнайте, как ученые думают, что они могут воскресить шерстистого мамонта .)

    Исследователи подошли как можно ближе к воссозданию жизни мамонта, если не считать «возвращения в прошлое и надевания GPS-ошейника на шерстистого мамонта». Палеонтолог из Университета Вандербильта Лариса ДеСантис, которая не принимала участия в исследовании.

    «Просто читая газету, я чувствовал себя Джейн Гудолл, наблюдающей за этими животными».

    Вырезание бивня мамонта

    Я встретил Вуллера летом 2018 года в офисе университета, где он возглавляет Лабораторию изотопных исследований Аляски. Изотопы — это атомы элемента, атомные веса которых из-за недостающих или лишних нейтронов немного отличаются друг от друга. В последние годы ученые использовали изотопы для воссоздания рациона древнего человека, раскрытия убийств и выявления маршрутов контрабанды наркотиков.

    «Это настоящий бум», — говорит Вуллер.

    Как он позже указывает в электронном письме, его имя поразительно похоже на предмет его последнего исследования. («Мы называем это шерстяным мамонтом», — шутит палеонтолог из штата Флорида Грегори Эриксон, соавтор статьи.) Но на этом сходство заканчивается; Лицо и голова Вуллера чисто выбриты, очки опрятны, а акцент — британский.

    Из своего офиса он идет по коридору в свою лабораторию. Газовые баллоны, кусочки костей и рогов украшают стены лаборатории.В центре комнаты на черной стойке сидит бивень мамонта — пять с половиной футов длиной, толще моей руки, с медленным изгибом штопора от одного конца до другого. Он разделен продольно посередине, как длинная спиральная булочка для хот-дога.

    Бивни растут отдельными внутренними слоями, которые выглядят как стопка сахарных рожков мороженого, объясняет Вуллер, но разделения между слоями становятся неравномерными на внешней стороне бивня. Чтобы получить полную информацию о химическом составе бивня, команде потребовались образцы из его центра.Первой задачей проекта было прохождение изогнутого 50-фунтового бивня через ленточную пилу. «Мы сломали пару лезвий», — говорит он.

    После раскола клыка команда сделала из его центра надрезы в форме клина, каждый длиной пять сантиметров, чтобы они могли скармливать куски в машину, которая занимает одну сторону лаборатории. В аппарате, получившем название «Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией и множественными коллекторами», используется лазер для испарения — или абляции — крошечных кусочков материала. Затем он анализирует полученную атомную массу химикатов.

    Аппарат может снимать множество изотопных показаний на дюйм, обеспечивая уровень детализации, недоступный другими методами. Медленно, его лазер нацарапал след пуантилизма на слоновой кости, он вытащил химические подсказки, содержащиеся в фрагментах клыков. ( Также узнайте, как ученые извлекли ДНК возрастом в миллион лет из зубов мамонта .)

    «Как химический GPS»

    Изотопы стронция составляют основу исследования. Животные приобретают стронций через растения, которые они едят, которые поглощают его из подстилающей породы.Разные геологические регионы имеют разные изотопные сигнатуры стронция. Хотя климат Аляски резко изменился со времен плейстоцена, ее геологическое строение не изменилось. Когда мамонт пробирался через ландшафт, стронций, удерживаемый его клыками, стал рекордом его путешествий. Бивень «похож на химический GPS», — говорит Вуллер, — на 340000 записей.

    «Это данные сверхвысокого разрешения с использованием лазера для наблюдения, например, ежедневных изотопов стронция через бивень мамонта», — говорит соруководитель исследования Клеман Батай, геохимик из Оттавского университета.

    Чтобы привязать точки данных по стронцию к фактическим местоположениям на карте, команда Вуллера использовала современных аляскинских полевок. В Музее Севера Университета Аляски собрана обширная коллекция мелких травоядных грызунов. Они, как правило, не уезжают очень далеко, а это означает, что стронций в их зубах является хорошим представлением геологического региона, в котором они живут. «Они как гражданские ученые», — говорит Вуллер о полевках. «Они пробуют местные условия».

    Батай и Джульетта Функ, затем доктор философии.Д., студент лаборатории Вуллера, использовал данные о полевках для создания стронциевой карты Аляски. Затем Батай построил модель, которая коррелировала точки данных от бивня с этой картой. Модель учитывала определенные физические реалии — мамонт не может летать или взбираться по скалам, отметил Вуллер, «поэтому мы можем исключить определенные части ландшафта». Проследив его следы от места его гибели, Батай проследил путь мамонта до самого начала.

    Просто читая газету, я чувствовал себя Джейн Гудолл, наблюдающей за этими животными.

    Лариса ДеСантис Университет Вандербильта

    Пока Вуллер и его коллеги работали над отслеживанием перемещений мамонта, Бет Шапиро и Кэти Мун из Калифорнийского университета в Санта-Крус извлекли фрагменты древней ДНК из окаменелости мамонта, чтобы узнать его пол. Они также определили век его рождения с помощью радиоуглеродного датирования.

    В штате Флорида Эриксон проанализировал крошечные бороздки в дентине бивня, вызванные сезонными изменениями и даже дневным циклом активности и сна, чтобы отметить годы, месяцы и дни жизни мамонта.Вместе эти детали превратили химические вещества, содержащиеся в бивне, в беспрецедентно богатую биографию ледникового периода, историю семьи, миграции и безвременной смерти.

    По стопам Кика

    Кик, как команда прозвала этого мамонта, был мужчиной, родившимся 17 100 лет назад на территории современной северо-восточной Аляски. На момент его рождения последний ледниковый максимум плейстоцена только начинал убывать. Между Аляской и Россией простиралась обширная равнина, которая была слишком сухой для образования ледников.Ученые спорят, как именно выглядел этот регион, но многочисленные окаменелости бизонов, мамонтов, карибу, лошадей, овцебыков и львов предполагают что-то вроде холодного Серенгети. Пейзаж был покрыт смесью травы, тростника и полыни, которую ученые теперь называют «мамонтовой степью».

    Кик провел первые годы своей жизни в небольшой части внутренних районов Аляски, к югу от хребта Брукс, горной цепи, пересекающей верхнюю треть штата. Его отняли от груди в два года, и это изменение было зафиксировано изотопами углерода и кислорода.В последующие годы его движения увеличились. Похоже, он проводил зимы в низинах, а лето в предгорьях — возможно, чтобы избежать укусов насекомых, говорит Вуллер.

    Он метался взад и вперед, мигрируя по схеме, которая отражает движения современных африканских слонов, говорит Вуллер. Ученые давно думали, что это может быть так. «Мы используем слонов как своего рода мысленный образ того, что мамонты могут делать на ландшафте», — говорит он. Но до сих пор не было доказательств.

    Вполне вероятно, что опыт Кика отразил современных слонов иным образом: «Когда это был молодой мамонт, он, вероятно, был частью стада», — говорит Вуллер.Мамонт, должно быть, провел свои ранние годы со своей матерью и, вероятно, с большей группой других самок и молодых мамонтов. Фактически, выслеживание молодого Кика означает также выслеживание его стада. ( Также прочитайте о сходстве бивней мамонта и слоновой кости — и почему это проблема для борьбы с контрабандистами .)

    Когда Кику было 16, его движения резко изменились. Когда самцы африканских и азиатских слонов достигают половой зрелости, они покидают стадо и отправляются бродить самостоятельно или небольшими группами с другими слонами-самцами.Похоже, что Кик сделал то же самое. Он начал поиски дальше, через проходы на западной окраине хребта Брукс и на Северный склон Аляски, по которому мигрирующие стада карибу следуют и сегодня.

    «Когда-то они мигрировали вместе с мамонтами, — говорит Вуллер. «Я думаю, что это отличный образ».

    Слоны, являясь крупнейшими наземными млекопитающими в мире, обладают довольно заметной внешностью. Но знаете ли вы, что слоны не умеют прыгать? Или что слонята теряют первые зубы и клыки, как и люди? Узнайте об азиатских и африканских слонах и об угрозах, с которыми сегодня сталкиваются эти очень умные животные.

    Последний изотоп, который изучила команда, рассказывает, чем заканчивается история Кика. Летом, когда ему исполнилось 27 лет, изотопы азота в его бивне начали меняться. Разные продукты дают разные сигнатуры изотопов азота, и тем летом изотопы азота Кика стали напоминать изотопы хищников. Для мамонта, питающегося растениями, это могло означать только одно: тело Кика поедало само себя. Он голодал.

    Иногда старые слоны голодают из-за того, что их зубы слишком изношены, чтобы их можно было использовать, говорит соавтор исследования Дэниел Манн, ученый-четвертичный ученый из Университета Аляски в Фэрбенксе.Но Кик был еще относительно молод, и, поскольку бивень был найден рядом с частями черепа мамонта, ученые смогли изучить зубы и убедиться, что они в хорошем состоянии. «Я подозреваю, что у него была какая-то травма», — говорит Манн о мамонте.

    Осенью своего последнего года обучения Кик отправился с сегодняшнего полуострова Сьюард на Аляске на северо-восточный склон хребта Брукс. Там он остановился, бродя зимой по песчаным дюнам к западу от реки Колвилл. Затем, поздней зимой или ранней весной, он прибыл в область, где он будет оставаться в течение большей части следующих 17000 лет, то есть то, что сейчас является краем мелкого каньона, вырезанного одним из притоков Колвилла, рекой Кикиакрорак — сокращенно Кик. .

    Древние ключи к будущему бедствию

    «Довольно дико иметь такой набор данных для отдельного животного», — говорит правительственный палеонтолог Юкона Грант Зазула, который не принимал участия в исследовании. «Это действительно откроет огромные двери для новых проектов в таких местах, как Аляска и Юкон, где у нас есть реальное множество окаменелостей, доступных для изучения».

    В конце концов, изотопные исследования могут помочь ответить на один из самых серьезных нерешенных вопросов о шерстистых мамонтах: почему они вымерли.Многие ученые считают, что именно охотники за людьми привели к исчезновению шерстистых мамонтов и множество других крупных млекопитающих в конце плейстоцена и раннем голоцене. Сторонники этой гипотезы «излишка» утверждают, что даже небольшое количество людей могло убить медленно размножающихся млекопитающих. Другие ученые утверждают, что изменение климата сыграло большую роль в исчезновении животных.

    Хотя история Кика не решает споров, говорит Вуллер, она указывает на то, как человеческое хищничество и изменение климата могли внести свой вклад.

    Самое раннее недвусмысленное свидетельство существования людей в этом регионе датируется примерно 14 000 лет назад, через тысячи лет после смерти Кика. В то время как археологи яростно спорят о том, когда первые люди прибыли в Северную Америку, мамонты вымерли на материковой Аляске около 13000 лет назад, поэтому вполне вероятно, что мамонты и люди пересекались там более тысячи лет.

    Похоже, что бизоны и лоси были излюбленными целями охотников, говорит соавтор исследования Джошуа Рейтер, археолог из Музея Севера.Тот факт, что Кик следовал обычным путем миграции, предполагает, что шерстистые мамонты тоже могли стать привлекательной целью. «Стадные животные, они намного надежнее одиночных животных, таких как лоси», — говорит он.

    Спустя тысячелетия после жизни Кика, мамонтовая степь медленно заполнялась деревьями, говорит Вуллер, сокращая предпочтительную среду обитания мамонтов, ограничивая их передвижения по ландшафту и, возможно, еще больше подталкивая их на путь этого нового и опасного хищника. По его словам, это также намек на давление, с которым могут столкнуться современные животные, поскольку изменение климата вызывает внезапные сдвиги в экосистемах.Ученые говорят, что изменение климата на Аляске уже привело к изменениям в перемещениях карибу, древних миграционных компаньонов мамонта.

    «Мы живем в мире, в котором люди и изменение климата оказывают влияние на животных», — говорит ДеСантис. «Если это была смертельная комбинация, которая привела к исчезновению крупных животных в плейстоцене, нам действительно нужно быть осторожными».

    Мамонтовые зубы возрастом миллион лет дают самую старую ДНК в мире

    Ученые секвенировали самую старую ДНК, преодолев символический барьер в изучении древних геномов и открыв беспрецедентное окно в эволюцию вымерших гигантов ледникового периода Северной Америки — колумбийские и шерстистые мамонты.

    Этот подвиг вряд ли зажжет игру в стиле млекопитающих Парк Юрского периода ; это исследование не является первым, в котором секвенируется геном мамонта, и оно не приближает человечество к воскрешению мамонта. Вместо этого исследование ДНК возрастом более миллиона лет, опубликованное в среду в журнале Nature , стало важной вехой для быстро растущего исследования древней ДНК, почти вдвое увеличив рекорд самого старого генома, когда-либо секвенированного.

    ДНК происходит от трех коренных зубов мамонта, обнаруженных в Сибири в начале 1970-х годов российским палеонтологом Андреем Шером, легендой своих исследований в области мамонта.По оценкам исследователей, возраст самого молодого из трех зубов составляет от 500 000 до 800 000 лет, а возраст двух более старых — от одного миллиона до 1,2 миллиона лет. Следующая старейшая из когда-либо секвенированных ДНК была получена из окаменелости лошади возрастом почти 700 000 лет, обнаруженной на территории Юкон в Канаде.

    «Преодоление этого в некотором роде магического барьера возрастом более одного миллиона лет открывает новое временное окно, так сказать, и эволюционную перспективу», — говорит ведущий автор исследования Том ван дер Валк, биоинформатик из Упсальского университета, который работал над исследованием. учиться в Центре палеогенетики в Стокгольме, Швеция.

    Полученные данные добавляют удивительные детали к представлению ученых о том, как эволюционировали мамонты в Северной Америке. Во-первых, древняя ДНК зубов убедительно свидетельствует о том, что колумбийский мамонт в Северной Америке, один из основных видов североамериканских мамонтов, представляет собой гибрид, возникший 400 000–500 000 лет назад — факт, обнаруженный только потому, что более старая ДНК исследования значительно предшествует этому скрещиванию. «Если мы посмотрим на организмы более высокого порядка, такие как позвоночные, я не могу придумать ни одного примера, когда люди брали образцы до того, как появился вид», — говорит соавтор исследования Лав Дален, генетик из Центра палеогенетики.

    Чем дальше в прошлое могут уйти записи ДНК, тем больше ученые узнают о том, как работает эволюция. Успех исследования также означает, что в идеальных условиях возможно даже более глубокое заглядывание в эволюционное прошлое, возможно, на несколько миллионов лет назад, говорят его авторы. (Любой более старый, и ДНК будет разбита на части, слишком мелкие для повторной сборки.)

    Работа над зубами началась в 2017 году, когда Центр палеогенетики получил образцы зубов от Российской академии наук.Команда во главе с генетиком Патрицией Печнеровой, научным сотрудником Копенгагенского университета в Дании, в защитных костюмах, которые стали мрачно знакомы в эпоху COVID-19, измельчила по 50 миллиграммов костного порошка из каждого образца. Затем Печнерова осторожно извлекла небольшое количество ДНК из каждой щепотки порошка с помощью серии химических ванн, в которых ДНК сконцентрировалась в маленьких каплях жидкости размером не больше горошин перца.

    «Обычно я как в коконе — с маской для лица и защитной маской — действительно пытаюсь свести к минимуму заражение», — говорит Печнерова.«Одна единственная [человеческая] клетка может упасть в пробирку» и испортить образец.

    Секвенирование этой ДНК было лишь первым шагом. Затем ван дер Валк и его коллеги должны были убедиться, что они сосредоточились только на фрагментах ДНК, которые были подлинно старыми и подлинно гигантскими по происхождению. В конце концов, зубы были закопаны более миллиона лет в вечной мерзлоте, кишащей микробами, и они были выкопаны и обработаны бесчисленными учеными на протяжении почти пяти десятилетий. Несмотря на все усилия по предотвращению заражения, исследователям приходилось бороться с лишней ДНК, которую зубы уловили во время своих путешествий.

    После недель вычислительной обработки секвенированной ДНК команда смогла точно идентифицировать фрагменты ДНК мамонта длиной до 35 пар оснований и сопоставить их с геномом, который при жизни составлял более трех миллиардов пар оснований.

    Сюрприз в последовательности

    Новое исследование уже проливает свет на то, как эволюционировали мамонты в Северной Америке. К шоку исследователей, последовательности ДНК нового исследования настолько стары, что они предшествуют происхождению колумбийского мамонта, одного из двух основных видов мамонтов, которые когда-то бродили по Северной Америке, что дает ученым новое представление о том, как эволюционировали мамонты.

    1,5 миллиона лет назад родственники европейского и азиатского степного мамонта прибыли в Северную Америку из Сибири по сухопутному мосту, ныне перекрытому Беринговым проливом. Эти новоприбывшие позже породили колумбийского мамонта. Примерно 100 000–200 000 лет назад Северная Америка была домом, по крайней мере, для двух основных типов мамонтов: шерстистых мамонтов на севере и колумбийских мамонтов на юге, вплоть до Мексики. Исследователи также знали из прошлых генетических исследований, что колумбийские мамонты и шерстистые мамонты скрещивались.

    Палеонтологи давно использовали отличительные верхние коренные зубы мамонтов, чтобы различать разные виды. Основываясь на ископаемых зубах мамонта, палеонтологи традиционно предполагали, что мамонты, обитавшие в Северной Америке примерно 1,5 миллиона лет назад, были колумбийскими мамонтами. Но в то время как летопись окаменелостей зубов свидетельствует о преемственности, генетическая запись в новом исследовании ДНК обнаруживает изменения.

    Два генома мамонта в новом исследовании относятся к линии, которая позже дала начало шерстистым мамонтам.Но ДНК самого старого из трех зубов, прозванного учеными Крестовкой в ​​честь реки, возле которой он был найден, похоже, попадает в ранее неизвестную генетическую линию, которая примерно 1,5 миллиона лет назад отделилась от линии, содержащей два других зуба. .

    Клыки шерстистых мамонтов иногда выходят из вечной мерзлоты на острове Врангеля, расположенном на северо-востоке Сибири. Остров Врангеля был одним из последних убежищ мамонтов, некоторые из них дожили до 2500 г. до н.э., что сделало его полезным местом для поиска ДНК мамонтов.

    Фотография Лав Дален

    Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

    Когда группа ван дер Валка сравнила загадочный геном мамонта с ДНК колумбийского мамонта, ранее секвенированной, исследователи пришли к поразительному выводу: колумбийский мамонт — это гибрид, который возник 400 000–500 000 лет назад после скрещивания между крестовскими мамонтами и сибирскими шерстистыми. мамонты обитали где-то в Сибири, Северной Америке или Берингии, сухопутном мосту, который когда-то соединял эти два места.

    После второго скрещивания, которое произошло в Северной Америке примерно 200 000 лет назад, колумбийский мамонт получил еще 11–13 процентов своего генома от шерстистых мамонтов. К тому времени, когда колумбийский мамонт вымер около 12000 лет назад, около трех пятых его генома восходит к шерстистому мамонту, в то время как остальные две пятых восходят к загадочному мамонту Крестовке, который известен только по ДНК, содержащейся в нем. единственный зуб.

    Исследование также показывает, насколько хорошо и насколько рано мамонты приспособились к холоду.Прошлые древние исследования ДНК позволили выяснить генетические детали того, как шерстистый мамонт процветает при низких температурах. Но многие варианты генов, лежащие в основе способности шерстистого мамонта переносить холода, впервые появились у гораздо более ранних мамонтов. Новое исследование показывает, что более 85 процентов этих шерстистых разновидностей уже были у степных мамонтов Сибири, предков шерстистых мамонтов, более миллиона лет назад.

    К той отметке в миллион лет мамонты уже жили в высоких широтах, судя по свидетельствам окаменелостей, поэтому неудивительно, что эти морозные титаны приспособились к холоду.Тем не менее, исследование дает уникальное представление о темпах этого процесса подготовки к зиме. Мамонты, кажется, эволюционировали эти адаптированные к холоду варианты генов более или менее стабильными темпами, а не всплесками.

    Детали в ДНК

    Палеонтологи говорят, что открытие того, что колумбийские мамонты были гибридами, еще больше подтолкнет к продолжающейся переоценке летописи окаменелостей североамериканских мамонтов.

    Недавнее исследование, сравнивающее окаменелые зубы мамонта с генетическими генеалогическими деревьями, показало, что — далеко не мертвые звонаги для разных видов мамонтов — форма и форма зубов значительно перекрывались от региона к региону по всей Северной Америке.Новое исследование подчеркивает этот момент: в ископаемых зубах мамонта в Северной Америке не произошло серьезных изменений до и после 500000 лет назад, хотя генетические изменения, которые привели к появлению колумбийского мамонта, были огромными.

    «Без генетики мы обычно изучаем морфологию или изменения формы, а без этих изменений формы мы не можем задокументировать изменения видов», — говорит Линдси Янн, палеонтолог из Национального монумента мамонтов Вако в Техасе. . «Когда вы добавляете этот генетический компонент, мы действительно можем разделять вещи, и у нас есть данные, чтобы показать это.

    Соавтору исследования Адриану Листеру, палеонтологу из Музея естественной истории в Лондоне и одному из ведущих мировых экспертов по мамонтам, в исследовании также подчеркивается сохраняющаяся напряженность: как определять зубы североамериканского мамонта в тех случаях, когда ДНК все еще отсутствует . Если, говоря генетически, колумбийские мамонты не появились до 400 000–500 000 лет назад, как палеонтологи должны определять более старые зубы мамонта, которые в остальном выглядят одинаково? Пока что никто не опубликовал ДНК североамериканских мамонтовых зубов возрастом более полумиллиона лет.

    Чтобы разгадать загадку, Дален говорит, что он и его коллеги хотят попробовать применить свои рекордные навыки к североамериканским мамонтовым зубам. Команда уже определила зуб мамонта из Канады, которому 500000 лет, а также зуб мамонта возрастом 200000 лет, который, вероятно, принадлежал шерстистому мамонту, в качестве возможных кандидатов для будущего секвенирования.

    И теперь, когда ученые преодолели барьер в миллион лет, это лишь вопрос времени, когда еще более древняя ДНК откроет свои секреты.«Это вопрос на миллион долларов, — говорит Дален. «Мы видели данные, которые у нас есть, и я думаю, что было бы относительно легко превысить два миллиона, если бы у нас был только хороший образец».

    Самые старые последовательности ДНК показывают, как эволюционировали мамонты

    Международная группа ученых секвенировала ДНК, извлеченную из останков мамонтов, возраст которых составляет 1,2 миллиона лет. Анализ показывает, что колумбийский мамонт, населявший Северную Америку во время последнего ледникового периода, был гибридом шерстистого мамонта и ранее неизвестной генетической линии мамонта.

    Исследование, проведенное учеными из Центра палеогенетики в Стокгольме и опубликованное 17 февраля в журнале Nature , также дает новое понимание того, когда и как быстро мамонты адаптировались к холодному климату.

    Соавтор

    Бет Шапиро, профессор экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Санта-Крус, сказала, что результаты «в значительной степени отталкивают то, что мы привыкли считать самой старой возможной древней ДНК». Предыдущий рекорд — ДНК лошади возрастом 750 тысяч лет, которую команда Шапиро проанализировала в 2013 году.

    В новом исследовании исследователи смогли проанализировать геномы трех древних мамонтов, используя ДНК, извлеченную из зубов мамонта, которые были похоронены в сибирской вечной мерзлоте от 0,7 до 1,2 миллиона лет. Около миллиона лет назад не было шерстистых или колумбийских мамонтов, поскольку они еще не эволюционировали. Это было время их предшественника — древнего степного мамонта.

    Это первый случай, когда ДНК была секвенирована и аутентифицирована из образцов возрастом в миллион лет, и извлечение ДНК из образцов было сложной задачей.Ученые обнаружили, что в образцах осталось лишь незначительное количество ДНК и что ДНК распалась на очень мелкие фрагменты.

    «Эта ДНК невероятно стара. Образцы в тысячу раз старше останков викингов и даже предшествуют существованию людей и неандертальцев », — сказала старший автор Лав Дален, профессор эволюционной генетики в Центре палеогенетики в Стокгольме.

    Возраст образцов был определен с использованием геологических данных и молекулярных часов.Анализ показал, что двум экземплярам более одного миллиона лет, а третьему — примерно 700 тысяч лет, и он представляет собой одного из самых ранних известных шерстистых мамонтов.

    «Мы могли сказать из геологического и палеонтологического контекста, что они были древними, но мы не могли с уверенностью сказать, сколько лет», — сказал Шапиро. «К счастью, сама ДНК дает некоторые подсказки. Поскольку изменения в геноме накапливаются, как часы, мы могли бы подсчитать различия между этими старыми геномами мамонтов и геномами других мамонтов (от мамонтов, которые жили достаточно недавно, чтобы мы могли датировать их кости), и использовать это, чтобы приблизительно определить, сколько лет назад эти старые мамонты жили.”

    Неожиданное происхождение

    Анализ геномов показал, что самый старый экземпляр, которому было около 1,2 миллиона лет, принадлежал к ранее неизвестной генетической линии мамонта. Исследователи называют этого мамонта Крестовским, судя по местности, где он был найден. Результаты показывают, что Крестовский мамонт отделился от других сибирских мамонтов более двух миллионов лет назад.

    «Это стало для нас полной неожиданностью», — сказал ведущий автор Том ван дер Валк.«Все предыдущие исследования показали, что в то время в Сибири существовал только один вид мамонта — степной мамонт. Но наши анализы ДНК теперь показывают, что существовали две разные генетические линии, которые мы здесь называем адычинским мамонтом и крестовским мамонтом. Мы пока не можем сказать наверняка, но мы думаем, что это могут быть два разных вида ».

    Исследователи также предполагают, что именно мамонты принадлежали к крестовской линии, которая колонизировала Северную Америку примерно 1.5 миллионов лет назад. Кроме того, анализ показывает, что колумбийский мамонт, населявший Северную Америку во время последнего ледникового периода, был гибридом. Примерно половина его генома произошла от линии Крестовки, а другая половина — от шерстистого мамонта.

    «Это важное открытие. Похоже, что колумбийский мамонт, один из самых знаковых видов ледникового периода Северной Америки, эволюционировал в результате гибридизации, которая произошла примерно 420 000 лет назад », — сказала соавтор книги Патриция Печнерова.

    Развитие и адаптация

    Второй геном, возрастом миллион лет, от адычинского мамонта, по-видимому, является предком шерстистого мамонта. Таким образом, исследователи могли сравнить его геном с геномом одного из самых ранних известных шерстистых мамонтов, живших 0,7 миллиона лет назад, а также с геномами мамонтов, которым всего несколько тысяч лет. Это позволило изучить, как мамонты приспособились к жизни в холодных условиях и в какой степени эти приспособления развивались в процессе видообразования.

    Анализ показал, что варианты генов, связанные с жизнью в Арктике, такие как рост волос, терморегуляция, жировые отложения, устойчивость к холоду и циркадные ритмы, уже присутствовали у мамонта, которому миллион лет, задолго до появления шерстистого животного. мамонт. Эти результаты показывают, что большинство адаптаций в потомстве мамонтов происходило медленно и постепенно с течением времени.

    «Доступ к такой древней истории эволюции позволяет нам узнать еще больше о том, как работает эволюция», — сказал Шапиро.«Было по крайней мере две линии мамонтов, которые жили в Сибири в течение среднего плейстоцена, и обе эти линии дали начало мамонтам, которые жили в Северной Америке».

    Дальнейшие исследования

    Новые результаты открывают дверь для широкого спектра будущих исследований других видов. Около миллиона лет назад было время, когда многие виды расселились по земному шару. Это был также период серьезных изменений климата и уровня моря, а также последний раз, когда магнитные полюса Земли менялись местами.Из-за этого исследователи считают, что генетический анализ в этой временной шкале имеет большой потенциал для изучения широкого круга научных вопросов.

    «Один из главных вопросов сейчас — как далеко мы можем уйти в прошлое. Мы еще не достигли предела. Обоснованное предположение состоит в том, что мы могли бы восстановить ДНК, возраст которой составляет два миллиона лет, а возможно, даже 2,6 миллиона лет назад. До этого не было вечной мерзлоты, где могла бы сохраниться древняя ДНК », — сказал Андерс Гетерстрём, профессор молекулярной археологии и руководитель совместных исследований Центра палеогенетики.

    Исследование является результатом международного сотрудничества с участием 22 ученых из девяти стран. Помимо исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Крус и Центра палеогенетики, совместного исследовательского центра, финансируемого Стокгольмским университетом и Шведским музеем естественной истории, в исследовании также участвуют исследователи из Российской академии наук, Музея естественной истории и Института крика. в Великобритании, Потсдамский университет в Германии, Китайский сельскохозяйственный университет, Ближневосточный технический университет в Турции, Арктический университет Норвегии и Копенгагенский университет в Дании.

    Самая старая из когда-либо обнаруженных ДНК животных свидетельствует об эволюции мамонтов

    Самая старая ДНК, когда-либо извлеченная из животных, добавляет новые главы в историю жизни мамонта, насчитывающую более 1 миллиона лет.

    Генетический материал из коренных зубов мамонта, найденный в Сибири, легко превосходит предыдущий рекорд, установленный 700000-летней ДНК замороженной окаменелой лошади ( SN: 26.06.13, ). Некоторые фрагменты генов мамонтов предполагают, что у древних мамонтов уже были черты, которые позволяли им выдерживать низкие температуры во время более поздних ледниковых периодов.Более того, некоторые волосатые чудовища, населявшие Северную Америку, могли быть гибридом шерстистого мамонта и ранее неизвестного вида мамонтов, сообщают исследователи 17 февраля в журнале Nature .

    Результаты «действительно подчеркивают захватывающие времена, в которые мы живем», — говорит Шарлотта Линдквист, биолог-эволюционист из Университета Буффало в Нью-Йорке, которая не принимала участия в работе. «Мы можем получить генетические данные — мы можем восстановить ДНК — из таких древних образцов, которые могут открыть нам окно в прошлое.Такие данные могут показать, как эволюционировали вымершие животные, добавив к разгадке, которую можно получить в результате физического исследования древних костей.

    ДНК мамонта была извлечена из трех коренных зубов, обнаруженных в 1970-х годах в вечной мерзлоте на северо-востоке Сибири. Хотя ДНК со временем распадается на более короткие цепочки генетического материала, что затрудняет обработку и сборку, холодная вечная мерзлота помогает защитить генетическую информацию от быстрого разрушения. Теоретические исследования показали, что исследователи, возможно, смогут восстановить ДНК, возраст которой превышает 1 миллион лет.Тем не менее, восстановленная ДНК «довольно близка к пределу возможного», — говорит Лав Дален, эволюционный генетик из Центра палеогенетики в Стокгольме.

    Подпишитесь на последние новости от

    Science News

    Заголовки и резюме последних научных новостей статей, доставленных на ваш почтовый ящик

    Спасибо за регистрацию!

    При регистрации возникла проблема.

    Два самых старых экземпляра, получившие название Крестовка и Адыча, жили примерно от 1,2 миллиона до 1 миллиона лет назад, обнаружили Дален и его коллеги. Третья, названная Чукочья, насчитывает 800-500 тысяч лет. Генетический анализ древней ДНК, извлеченной из этих образцов, а также ДНК других мамонтов и современных слонов позволяет предположить, что Крестовка и Адыча принадлежали двум разным видам мамонтов. Ранее исследователи полагали, что 1 миллион лет назад в Сибири жил только один вид мамонта, называемый степным мамонтом ( Mammuthus trogontherii) .

    В то время как адыча была частью линии степных мамонтов, которые в конечном итоге привели к появлению шерстистых мамонтов, Крестовский мамонт, возможно, отделился от своих родственников более 2 миллионов лет назад и мог представлять собой неизвестную линию мамонтов, как выяснили исследователи. Этот неопознанный вид мог смешаться с шерстистыми мамонтами и дать начало колумбийскому мамонту ( M. columbi ), который бродил по Северной Америке, по крайней мере, 420 000 лет назад. Младшая Чукочья могла быть ранним шерстистым мамонтом ( M.primigenius ).

    Исследование увеличивает количество расшифрованного исследователями генетического материала мамонта и расширяет географический диапазон, откуда были взяты такие образцы мамонта, говорит Винсент Линч, биолог-эволюционист из Университета в Буффало, который не принимал участия в работе. Анализ генетики многих мамонтов из разных мест «важен, если вы хотите сделать выводы о том, как мамонты стали мамонтами, почему они так выглядят и насколько разнообразны», — говорит Линч.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *