ADN-ul din rămășițele de mamut dezvăluie istoria ultimei populații supraviețuitoare

Un mic grup de mamuți lânoși au rămas prinși pe insula Wrangel în urmă cu aproximativ 10.000 de ani, când creșterea nivelului mării a separat insula de Siberia continentală. Populațiile mici, izolate de animale duc la consangvinizare și defecte genetice și s-a crezut mult timp că mamuții de pe insula Wrangel au cedat în cele din urmă acestei probleme acum aproximativ 4.000 de ani.

Totuși, o lucrare din Cell de joi a comparat 50.000 de ani de genom de la mamuți de pe continent și izolați de pe Insula Wrangel și a constatat că nu a fost cazul. Ceea ce au descoperit autorii lucrării nu numai că ne provoacă înțelegerea acestui grup izolat de mamuți și a evoluției populațiilor mici, dar are și implicații importante pentru eforturile de conservare de astăzi.

Un blocaj sever

Este punctul culminant al anilor de secvențiere genetică de către membrii echipei internaționale din spatele acestei noi lucrări. Ei au studiat 21 de genomi de mamut – dintre care 13 au fost nou secvențiate de autorul principal, Marianne Dehasque; altele au fost secvențiate cu ani în urmă de co-autori Patrícia Pečnerová, Foteini Kanellidou și Héloïse Muller. Genomul a fost obținut de la mamuți lânoși siberieni (Mammuthus primigenius), atât de pe continent, cât și de pe insulă, înainte și după ce a devenit izolat. Cel mai vechi genom a fost de la o femelă de mamut siberian care a murit acum aproximativ 52.300 de ani. Cei mai tineri erau mamuți masculi de pe insula Wrangel, care au pierit chiar în momentul în care ultimul dintre acești mamuți s-a stins (unul dintre ei a murit cu doar 4.333 de ani în urmă).

Este un interval de timp remarcabil și revelator: eșantionul a inclus mamuți dintr-o populație care a început mare și sănătoasă din punct de vedere genetic, a trecut prin izolare și, în cele din urmă, a dispărut.

Mamuții, a remarcat echipa în lucrarea lor, au experimentat o „perioadă turbulentă din punct de vedere climatic”, în special în timpul unui episod de încălzire rapidă numit Interstadială Bølling-Allerød (cu aproximativ 14.700 până la 12.900 de ani în urmă) – o perioadă pe care alții au sugerat că ar fi putut duce la disparițiile mamuților lânoși locali. Cu toate acestea, genomul mamuților studiat în această perioadă de timp nu indică faptul că încălzirea a avut efecte adverse.

Efectele adverse au apărut – și în mod drastic – doar odată ce populația a fost izolată pe acea insulă.

Simulările echipei indică faptul că, cel mai mic, populația totală de mamuți de pe insula Wrangel a fost mai mică de 10 indivizi. Aceasta reprezintă un blocaj sever al populației. Acest lucru a fost observat genetic printr-o creștere a homozigozității în genom, cauzată de când ambii părinți contribuie cu cromozomi aproape identici, ambii derivați de la un strămoș recent. Cursele de homozgozitate în cadrul mamuților izolați de pe insula Wrangel au fost de patru ori mai mari decât cele înainte de creșterea nivelului mării.

În ciuda acestui număr periculos de mic de mamuți, aceștia și-au revenit. Mărimea populației, precum și nivelul de consangvinizare și diversitatea genetică, au rămas stabile în următorii 6.000 de ani până la dispariția lor. Spre deosebire de blocajul inițial al populației, semnăturile genomice de-a lungul timpului par să indice că consangvinizarea s-a mutat în cele din urmă către perechi de rude mai îndepărtate, sugerând fie o populație mai mare de mamuți, fie o schimbare a comportamentului.

În 20 de generații, indică simulările lor, dimensiunea populației ar fi crescut la aproximativ 200-300 de mamuți. Acest lucru este în concordanță cu scăderea mai lentă a heterozigozității pe care au găsit-o în genom.

Efecte negative de lungă durată

Este posibil ca mamuții de pe Insula Wrangel să fi supraviețuit în ciuda șanselor, iar defectele genetice dăunătoare este posibil să nu fi fost motivul dispariției lor, dar cercetările sugerează că povestea lor este complicată.

Cam pe la 7.608 kilometri pătrați astăzi, ceva mai mare decât insula Creta, insula Wrangel ar fi oferit o cantitate suficientă de spațiu și resurse, deși acestea erau animale mari. Timp de 6.000 de ani de la izolarea lor, de exemplu, ei au suferit de depresie de consangvinizare, care se referă la o mortalitate crescută ca urmare a consangvinizării și defectele sale rezultate.

Această consangvinizare a stimulat, de asemenea, eliminarea mutațiilor dăunătoare. Poate suna ca un lucru bun – și poate fi – dar se întâmplă de obicei pentru că indivizii care poartă două copii ale mutațiilor dăunătoare mor sau nu se reproduc. Deci e bine doar dacă populația îi supraviețuiește.

Rezultatele echipei arată că epurarea mutațiilor genetice poate fi un proces evolutiv îndelungat. Autorul principal Marianne Dehasque este un paleogenetician care și-a terminat doctoratul la Centrul de Paleogenetică. Ea i-a explicat lui Ars că „Epurarea mutațiilor dăunătoare de peste 6.000 de ani indică practic efecte negative de lungă durată cauzate de aceste mutații extrem de dăunătoare. Deoarece epurarea populației insulei Wrangel a durat atât de mult timp, indică faptul că populația a experimentat efecte negative de la aceste mutații până la dispariție.”