Самая старая в мире ДНК раскрывает тайны генеалогии мамонтов из ледникового периода

Найденная в сибирской вечной мерзлоте ДНК мамонта возрастом в 1,2 миллиона лет интригует многих — вдруг удастся возродить поголовье? Но есть и не менее интригующая деталь: в Кембридже посчитали, что «охотники за бивнями в России могут экспортировать ежегодно до 80 тонн мамонтовой кости». Сами посудите, какой потенциал!

Заглянув назад на миллион с лишним лет, ученые в среду сообщили, что получили самую старую в мире ДНК из останков мамонтов, чьи замороженные туши лежат в сибирской вечной мерзлоте с ледникового периода.

ДНК извлекли из коренных зубов этих давно вымерших мохнатых слонов, возраст которых составляет около 1,2 миллиона лет, о чем ученые сообщили на страницах журнала Nature. До сих пор самая древняя из известных ДНК принадлежала доисторической лошади, жившей 560-780 тысяч лет назад на территории сегодняшнего Юкона в Канаде.

Ученые реконструировали относительно целые последовательности ДНК из трех образцов. Это было сделано в рамках изучения генеалогического древа мамонтов. Различия в генетическом материале показали, как эти 10-тонные гиганты с бивнями эволюционировали в эпоху, когда почти все Северное полушарие было покрыто километровым слоем льда. ДНК показала, что у мамонтов были неизвестные ранее предки, бродившие когда-то по Северной Америке.

«Имея ДНК мамонта, можно бросить прямой взгляд на миллион с лишним лет эволюции, — сказал генетик Альфред Рока (Alfred Roca), работающий в Иллинойском университете в городе Урбана-Шампейн, и изучающий эволюцию слонов, но не принимавший участия в новом исследовании. — Видны изменения в ДНК, и становится понятно, как эволюционирует один вид, постепенно превращаясь в несколько очень разных видов».

На пике ледникового периода примерно 20 000 лет назад (ученые называют это время последним максимумом обледенения) холодные и сухие пастбищные угодья, где обитали мамонты, были самой распространенной естественной средой обитания на земле. Эти степные зоны простирались от современной Испании на восток через всю Евразию до Канады, а с севера на юг занимали пространство от арктических островов до Китая.

По словам палеонтологов из британского Музея естествознания, в арктической вечной мерзлоте сохранилось примерно 10 миллионов остовов мамонтов. Хорошо сохранившиеся останки мамонтов находят так часто, что современные охотники за бивнями в России могут экспортировать ежегодно до 80 тонн мамонтовой кости, о чем свидетельствует анализ, проведенный в 2019 году экономистами из Кембриджа.

При извлечении из мерзлоты некоторые туши оказываются целыми, а их мягкие ткани и шерсть совершенно неповрежденными. Из таких образцов ученые извлекают древнюю ДНК, а потом изучают ее в надежде на то, что им удастся лучше понять этих животных, которые когда-то господствовали на нашей планете. А некоторые исследователи даже полагают, что мамонтов можно вернуть к жизни.

В рамках нового исследования международная группа ученых во главе с эволюционным генетиком Лавом Даленом (Love Dalén) из Центра палеонтологии Стокгольмского университета взяла образцы ДНК из останков мамонтов, найденных в 1970-е годы в северо-восточной Сибири и хранящихся в Москве в Геологическом институте Российской академии наук.

«Эта ДНК очень сильно разрушилась, распавшись на маленькие фрагменты, — сказал доктор Дален. — Нам пришлось секвенировать много миллиардов чрезвычайно коротких последовательностей ДНК, чтобы собрать эту геномную головоломку».

По словам ученых, ДНК из двух самых старых образцов имеют возраст около 1,2 миллиона лет. Оба они принадлежат виду под названием степной мамонт. Рост такого животного обычно составлял четыре с половиной метра, а длина изогнутых бивней до пяти метров. Третий образец принадлежит одному из самых известных видов шерстистому мамонту. Он немного меньше и жил 500-800 тысяч лет назад.

Генетический анализ показал, что один из степных мамонтов является членом группы, которая со временем эволюционировала, превратившись в шерстистых мамонтов. Этот вид в некоторых регионах существовал еще 4 000 лет назад. Второй степной мамонт принадлежит к ранее неизвестной ветви, которая могла быть предком колумбийского мамонта, жившего позднее в Северной Америке.

«К нашему удивлению, вполне могли существовать два вида мамонтов, причем один из них ранее был нам неизвестен», — сказал доктор Дален.

Ученые определили возраст взятых образцов по другим останкам, взятым на месте находки. Они также вычислили возраст осадочных пород, в которых находились туши, и проанализировали следы периодических изменений магнитного поля Земли, сохранившиеся в слоях минералов. А еще они воспользовались так называемыми молекулярными часами, которые измеряют возраст, вычисляя темпы накопления генетических мутаций во времени.

Другие ученые использовали извлеченную ДНК мамонтов в экспериментах, цель которых состояла в изучении возможности возродить этих легендарных животных ледникового периода.

В 2019 году группа исследователей из японского университета Киндай взяла генетический материал у найденного в Сибири мамонта, возраст которого составляет 28 000 лет, и вживила его в клетки мышей. Однако гены были очень сильно повреждены и не могли должным образом функционировать. Они не показали никаких признаков молекулярной активности, необходимой для деления клеток.

В рамках другого проекта генетик из Гарварда Джордж Черч (George Church) попытался при помощи прибора для редактирования генов Crispr вставить ДНК мамонта в культуру живых клеток слона.

Доктор Дален сомневается, что попытки возродить мамонта дадут результат. «Я лично скептически отношусь к этому и не верю, что это сработает», — заявляет он.