Michelle Starr

10 februarie 2020

Cu patru mii de ani în urmă, ultimii mamuți de lână au murit în liniște pe ultimul lor bastion - insula izolată Wrangel, la nord de Rusia, în Arctica înghețată. Decesul lor a fost brusc și ciudat; acum, noi dovezi indică mamuții înșiși ca agenți parțiali ai propriei lor dispariții.

antice

Mai exact, mamuții (Mammuthus primigenius) au fost afectați de boli genetice, probabil cauzate de lipsa diversității genetice. Pe măsură ce numărul lor a scăzut și grupul de colegi disponibili a crescut din ce în ce mai mic, mutațiile genetice dăunătoare au crescut, ducând la o turmă din ce în ce mai nesănătoasă.

Dovezile sunt convingătoare, deoarece nu este doar secvențierea genomului. Oamenii de știință au ridicat de fapt genele mamuților din morți și le-au plasat în celulele embrionilor de elefanți în laborator pentru a vedea cât de bine au funcționat.

Răspunsul este: deloc bine. Genele erau lucruri triste, poticnite, rupte, care ar fi putut afecta serios funcțiile importante, cum ar fi fertilitatea masculină și simțul mirosului mamuților.

„Inovația-cheie a lucrării noastre este că noi înviem de fapt genele mamut din Insula Wrangel pentru a testa dacă mutațiile lor au fost efectiv dăunătoare (majoritatea mutațiilor nu fac de fapt nimic)”, a declarat biologul evoluționist Vincent Lynch de la Universitatea din Buffalo.

„Dincolo de a sugera că ultimii mamuți au fost probabil o populație nesănătoasă, este o poveste de avertizare pentru speciile vii amenințate de dispariție: dacă populațiile lor rămân mici, și ele pot acumula mutații dăunătoare care pot contribui la dispariția lor”.

Moartea mamutului de pe insula Wrangel a făcut obiectul mai multor studii. Anul trecut, analiza izotopică a oaselor și a dinților animalelor - care poate dezvălui ceea ce a mâncat decedatul de-a lungul vieții - a combinat schimbări dramatice în dieta mamuților care indică schimbări dramatice de mediu.

Înainte de acea cercetare, oamenii de știință au efectuat secvențierea completă a genomului pe mamuții lanosi din Insula Wrangel, împreună cu populațiile de mamuti mai sănătoși anterioare. Rezultatele au fost publicate în 2017; în aceste genomi, oamenii de știință au descoperit "acumularea de mutații dăunătoare. în concordanță cu topirea genomică".

Noua cercetare se bazează pe acea lucrare din 2017. „Rezultatele sunt foarte complementare”, a spus Lynch.

"Studiul din 2017 prezice că mamuții insulei Wrangel acumulează mutații dăunătoare. Am găsit ceva similar și am testat aceste predicții prin învierea genelor mutante în laborator."

Lynch și colegii săi au identificat mutații dăunătoare prin compararea genomului mamuților insulei Wrangel cu rudele lor vii - trei elefanți asiatici (Elephas maximus).

De asemenea, l-au comparat cu genomul altor doi mamuți - unul de acum 44.800 de ani și celălalt de acum 20.000 de ani, când populațiile erau mari și hale.

Din aceste comparații, au reușit să identifice mutații legate de defecte în morfologia spermei; dezvoltarea neurologică; semnalizarea insulinei; și receptorii olfactivi.

Apoi, au ridicat aceste gene mutante din morți. Ei au sintetizat și clonat genele, apoi le-au plasat în embrioni de elefanți editați de gene într-o cutie Petri, astfel încât cercetătorii au putut observa modul în care proteinele exprimate de gene au interacționat cu alte gene și molecule.

„Știm cum funcționează genele responsabile de capacitatea noastră de a detecta mirosurile”, a explicat Lynch.

"Deci, putem reînvia versiunea mamut, putem face ca celulele din cultură să producă gena mamut și apoi să testăm dacă proteina funcționează normal în celule. Dacă nu - și nu a făcut - putem deduce că probabil înseamnă că Wrangel Mamuții insulei nu au putut să miroasă florile pe care le-au mâncat. "

Animalele au avut, de asemenea, rate mai mari de infertilitate masculină și diabet, precum și defecte neurologice. Dar este, de asemenea, important să rețineți că acesta nu ar fi fost singurul factor care a contribuit la sfârșitul mamutului lânos.

Decesul lor a început în urmă cu 11.700 de ani, spre sfârșitul cozii ultimei ere glaciare. Pe măsură ce lumea s-a încălzit și oamenii (și vânătoarea lor) s-au răspândit, mamuții s-au stins; cu puțin mai puțin de 10.000 de ani în urmă, specia a dispărut din habitatul său continental extins în Eurasia și America de Nord.

Această scădere drastică a numărului a scăzut diversitatea genetică, ceea ce a însemnat că animalele s-au consangvinizat într-un grad mai înalt și mai puțin capabile să elimine mutațiile proaste. Am văzut acest fenomen de mai multe ori chiar înainte de dispariția unei specii și înțelegerea acestuia este un instrument important pentru conservare.

Este mult prea târziu, desigur, pentru mamut. Dar multiplii factori care duc la sfârșitul său singuratic ne-ar putea învăța să facem mai bine animalele care trăiesc încă pe planeta noastră.