От чего вымерли последние мамонты на Земле - исследование

Результаты генетических исследований показали, что последние мамонты на планете — шерстистые мамонты острова Врангеля страдали от множества генетических дефектов, которые могли препятствовать их развитию и размножению. Статья с описанием исследования опубликована в журнале Genome Biology and Evolution.

Шерстистые мамонты (Mammuthus primigenius) в основной своей массе вымерли примерно 10-11 тысяч лет назад, в период последней ледниковой эпохи. Но на арктическом острове Врангеля у берегов Чукотки замкнутая популяция последних на земле представителей этого вида сохранялась еще шесть тысячелетий.

Американские ученые под руководством Винсента Линча (Vincent Lynch) из Университета штата Нью-Йорк в Буффало выяснили, какими болезнями страдали последние мамонты и от чего они вымерли 4 тысячи лет назад.

В 2017 году другие ученые в генах мамонта острова Врангеля выявили потенциально вредные генетические мутации. Учитывая малую численность популяции — от 100 до 300 особей — они предположили, что эти мутации и послужили причиной вымирания. При неизбежном в условиях малой популяции родственном скрещивании и низком генетическом разнообразии резко снижается способности вида ограничивать вредные генетические мутации, и они могут стать главной причиной упадка.

Авторы исследования решили проверить эту гипотезу. Для начала они сравнили ДНК мамонта острова Врангеля с ДНК трех азиатских слонов (Elephas maximus) и двух мамонтов, которые жили в период расцвета популяции — 44 800 и 20 000 лет назад, а потом посмотрели, как в сравнении с ними функционировали гены мамонтов эпохи вымирания.

"Исследование 2017 года предсказывало, что мамонты острова Врангеля накапливали разрушительные мутации. Мы нашли нечто подобное и проверили эти предсказания, воскресив мутировавшие гены в лаборатории", — приводятся в пресс-релизе Университета в Буффало слова Винсента Линча.

Речь идет не просто о секвенировании генома. Ученые фактически воскресили гены мамонтов из мертвых — они синтезировали и клонировали гены и поместили их в клетки эмбрионов слонов, чтобы наблюдать, как белки, экспрессируемые генами, взаимодействуют с другими генами и молекулами.

"Ключевым нововведением нашего исследования является то, что мы фактически воскрешаем гены мамонта острова Врангеля, чтобы проверить, действительно ли их мутации имели повреждающее действие", - продолжает Линч.

Ученые обнаружили вредные мутации генов, участвующих в ряде важных функций, таких как мужская фертильность, неврологическое развитие, передача сигналов инсулина и обоняние.

"Например, мы знаем, как работают гены, ответственные за нашу способность обнаруживать запахи, — говорит Линч. — Таким образом, мы можем заставить клетки в культуре продуцировать ген мамонта, а затем проверить, нормально ли функционирует белок в клетках. Если этого не происходит, мы делаем вывод, мамонты острова Врангеля не могли чувствовать запах цветов, которые они ели".

Ученые считают, что изолированная островная среда помогла мамонтам острова Врангеля спастись от хищников и от человека, но стала причиной накопления генетических дефектов, которые и привели к вымиранию.

"Помимо предположения, что последние мамонты были, вероятно, нездоровой популяцией, наши выводы — это предостерегающая история для существующих видов, находящихся под угрозой исчезновения. Если популяции становятся маленькими, могут накапливать вредные мутации, которые способствуют исчезновению вида", - отмечает ученый.