Крупнейшее в научной истории генетическое исследование шерстистого мамонта изменило представление об этом ближайшем родственнике слона и самом знаменитом представителе фауны ледникового периода. Сведения касаются, например, холодостойкости мамонта и густоты его меха, величины и содержимого его ушей, накопления подкожной жировой клетчатки.
В общей сложности генетическому анализу подвергнуты останки 23 шерстистых мамонтов — 16 из них найдены в вечной мерзлоте Сибири и секвенированы недавно. Для сравнения исследователи взяли геномы 28 современных азиатских и африканских слонов.
«Мы хотели найти мутации, которые присутствуют у всех мамонтов, но не у всех слонов, то есть такие, что присущи исключительно шерстистым мамонтам,— объяснил задачу исследования генетик-эволюционист Дэвид Диес дель Молино из Центра палеогенетики в Стокгольме, ведущий автор работы.— И мы их нашли. Эти генетические адаптации помогали мамонтам выживать в очень холодной Арктике: из-за них у мамонтов появились густой мех, мощный подкожный слой жира и особая чувствительность к изменению температур».
Исследователи анализировали геномы и из останков 700-тысячелетней давности, то есть вскоре после возникновения мамонта как вида, эти останки обнаружены в степной зоне Сибири, и гораздо более «молодых», живших уже ближе к моменту исчезновения вида. Диахронический анализ генома показывал, как развивалась адаптация вида к менявшимся условиям жизни.
Мамонты населяли, и иногда даже густо, северную часть Евразии и Америки. Подавляющее большинство животных этого вида вымерло примерно 10 тыс. лет назад из-за глобального потепления, положившего конец ледниковому периоду. Возможно, определенную роль в их исчезновении сыграли люди, для которых мамонты были желанной добычей. Последними вымерли мамонты острова Врангеля, это было примерно 4 тыс. лет назад. Мамонты были примерно таких же размеров, как африканские слоны, около 4 м высотой в плечах и до 7 м длиной.
Впервые геном мамонта секвенировали в 2008 году, но частично; полное секвенирование состоялось в 2015 году.
Нынешнее наиболее полное исследование генома показывает, что 92% уникальных, то есть отличающих мамонта от слона, мутаций состоялось уже на заре существования вида — и продолжало эволюционировать. К примеру, мех мамонта становился все гуще, а уши — все меньше. Ген, ответственный за уменьшение размеров ушей, есть у большинства млекопитающих, в том числе и у лабораторных мышей. Объяснение эволюции размера ушей простое: чем меньше уши, тем меньше теплопотеря, а в лютый холод каждая калория на счету.
Схожесть в генах есть не только с мышами, но и с людьми. Один из таких генов у людей делает волосы непослушными — жесткими и вьющимися, а у мамонта он отвечает за густоту меха. Другой отвечает одновременно за сухую ушную серу — и у людей, и у мамонтов, и за запах и потливость подмышечных впадин. Исследователи сомневаются, что у мамонтов потели «подмышки», это, скорее всего, только человеческая особенность, у других млекопитающих иные способы терморегуляции.
Из других интересных находок — ген, отвечающий за масть мамонта — от густого коричневого до разных оттенков рыжего. А мутации в гене, связанном с иммунной системой, рассказали исследователям об адаптации животных к какому-то возбудителю, вероятно, вызвавшему эпизоотию среди мамонтов.
Авторы этой работы не ставят перед собой цели клонировать мамонта — этим занимается другая группа биологов, но их новые данные, вероятно, сэкономят часть усилий генетических реконструкторов.
Использованы материалы статьи.