Vunasti mamuti su hodali Zemljom u skorije vreme nego što smo mislili

Povezane objave

• Rađanje nauke zvane genetika 12/03
• Petnica: Za 35 godina – 50.000 đaka 23/06
• Ovako je izgledao tinejdžer koji je živeo oko 7000 godine p.n.e! 23/01

Drevna DNK sugeriše da su vunasti mamuti lutali Zemljom u skorije vreme nego što se uobičajeno smatralo.

Godine 2010. tim na Univerzitetu Alberta prikupio je mala jezgra sedimenata permafrosta iz rudnika zlata u regionu Klondajk u centralnom Jukonu. Ostali su u hladnjači sve dok paleogenetičari u MekMaste DNK centru za drevnu DNK nisu primenili nove tehnike genomike da bi bolje razumeli globalno izumiranje megafaune koje je kulminiralo u Severnoj Americi pre nekih 12.700 godina.

Ovi mali uzorci sedimenta sadrže ogromno bogatstvo drevne DNK iz bezbrojnih biljaka i životinja koje su živele u tim sredinama tokom milenijuma. Ovi genetski mikrofosili potiču iz svih komponenti ekosistema, uključujući bakterije, gljive, biljke i životinje, i služe kao vremenska kapsula davno izgubljenih ekosistema, kao što je mamutska stepa, koja je nestala pre oko 13.000 godina.

Kako su se tačno ovi ekosistemi tako značajno restruktuirali i zašto se čini da su velike životinje najviše pogođene ovom promenom, bila je aktivna oblast naučne debate od 18. veka. Sada možemo da koristimo DNK karakterističnu za tu životnu sredinu, kako bismo popunili praznine koje su pokrenule ovu debatu.

 Drevna DNK, najsavremenije tehnologije

Bakterijska, gljivična i neidentifikovana DNK čine preko 99,99 odsto uzorka životne sredine. U ovom slučaju, želja je bila da se otkrije način da se selektivno povrati mnogo manji deo DNK drevnih biljaka i životinja koji bi nam pomogao da bolje razumemo kolaps ekosistema mamuta i stepe.

Naučni tim je razvio novu tehniku za ekstrakciju, izolaciju, sekvenciranje i identifikaciju sićušnih fragmenata drevne DNK iz sedimenta. Analizirao je ove fragmente DNK da bi pratio promenu sastava biljaka i životinja koje su živele u centralnom Jukonu u poslednjih 30.000 godina.

Pronađeni su dokazi za produženi opstanak vunastih mamuta i konja u regionu Klondajka, nekih 3.000 godina kasnije nego što se očekivalo. Tim je zatim proširio analizu da bi uključio 21 prethodno prikupljeno jezgro permafrosta sa četiri lokacije u regionu Klondajk, koje datiraju između 4.000 i 30.000 godina.

S trenutnim tehnologijama, naučnici ne samo da su mogli da identifikuju od kojih organizama dolazi skup genetskih mikrofosila, već su takođe bili u mogućnosti da ponovo sastave te fragmente u genome, da bi proučavali njihovu evolucionu istoriju, isključivo iz sedimenta.

Ogromna promena životne sredine

Tranzicija pleistocen-holocen, koja se dogodila pre oko 11.700 godina, bila je period ogromnih promena širom sveta. U istočnoj Beringiji (bivši evroazijski kopneni most i nezaledeni regioni Jukona i Aljaske), ovaj period je doživeo kolaps mamutno-stepskog bioma i njegovu postepenu zamenu borealnom šumom kakvu danas poznajemo.

Ovo je dovelo do gubitka legendarnih megabiljojeda iz ledenog doba poput vunastog mamuta, konja Jukona i stepskog bizona, zajedno s grabljivcima kao što su američki sabljasti tigar i beringijski lav, između mnogih drugih.

Tim je pronašao drevnu DNK iz raznolikog spektra drevne faune, uključujući vunaste mamute, konje, stepske bizone, karibue, glodare, ptice i mnoge druge životinje. Takođe je bio u prilici da posmatra kako su se ekosistemi promenili sa porastom drvenastih grmova pre oko 13.500 godina, i kako je to bilo u korelaciji sa opadanjem DNK od vunastih mamuta, konja i stepskih bizona. Sa ovim izuzetno bogatim skupom podataka, uočena su četiri glavna nalaza.

1. Postojala je iznenađujuća doslednost u signalu između lokacija, što sugeriše da su dobijeni podaci reprezentativni za ekološke trendove u regionu.
2. DNK vunastih mamuta opada pre Bølling-Allerødovog zagrevanja, toplog perioda na kraju poslednjeg ledenog doba, što sugeriše da su gubici megafaune možda bili neujednačeni.
3. Zeljaste cvetne biljke čine značajnu komponentu mamutsko-stepskog ekosistema pored trava.
4. Postoji dosledan signal o postojanosti vunastih mamuta i jukonskih konja u holocenu, čak 7.000 godina nakon njihovog nestanka iz fosilnih zapisa.

Kada su uparene sa drugim zapisima, genetske rekonstrukcije koje su napravili naučnici ukazuju na to da je prelazak iz poslednjeg glacijalnog perioda možda bio razvučeniji nego što bi samo datirane kosti sugerisale.

Mamuti su, na primer, možda opali u broju hiljadama godina ranije u odnosu na drugu megafaunu, što je potencijalno u korelaciji sa prvim kontroverznim dokazima o ljudima u ovoj oblasti.

Dalje, životinje na pašnjacima su možda opstajale hiljadama godina u refugijama (staništima koja podržavaju postojanje izolovane populacije), uprkos promeni životne sredine.

Vunasti mamuti pored ljudi

Podaci sugerišu da su konji i vunasti mamuti možda opstali u Klondajku do pre otprilike 9.000 godina, a možda i do pre 5.700 godina, nadživevši svoj navodni nestanak iz lokalnih fosilnih zapisa za 7.000 godina. Međutim, moguće je da drevna ekološka DNK preživi eroziju i ponovno taloženje, što bi moglo mešati genetske signale različitih perioda, što zahteva određeni stepen opreza u tumačenjima.

Donedavno, nije bilo dokaza o preživljavanju mamuta do sredine holocena. Međutim, studije su sada pokazale da su mamuti preživeli do pre 5.500 i pre 4.000 godina na arktičkim ostrvima. Istraživači iz Centra za geogenetiku u Kopenhagenu pronašli su dokaze za kasni opstanak konja i mamuta na Aljasci sve do pre 7.900 godina. Takođe su pronašli dokaze da su mamuti živeli do pre 3.900 godina u Sibiru, zajedno s vunastim nosorogom, do pre najmanje 9.800 godina.

Stepski bizoni, za koje se smatralo da su nestali i da su ih zamenili američki bizoni tokom pleistocena, takođe je utvrđeno da su preživeli čak i skoro pre samo 400 godina.

Istraživači su uspeli da uoče prisustvo različitih genetskih linija i vunastih mamuta i stepskih bizona u istim uzorcima sedimenta, što sugeriše da su verovatno postojale različite populacije ovih životinja koje žive u istom području. Sve je više dokaza da je brojna megafauna iz ledenog doba verovatno preživela i u zabeleženoj ljudskoj istoriji, lutajući severom tokom bronzanog doba, dok su graditelji radili na egipatskim piramidama.

Genetski arhiv naše ekološke prošlosti

Rastuća sofisticiranost metoda DNK za proučavanje drevnih genetskih mikrofosila naglašava koliko je informacija zakopano u sedimentima. Permafrost je idealan za očuvanje drevne DNK, ali kako se ovo večito smrznuto tlo otapa i degradira sa zagrevanjem Arktika, tako će nestati i genetski materijal sačuvan u njemu i evolucione misterije koje je sadržao.

Napredak paleogenetike nastavlja da pomera granice onoga što je nekada bilo deo domena naučne fantastike. Ko zna koje neotkrivene evolucione informacije ostaju zamrznute u običnim sedimentima, skrivene u mikrofosilima drevne DNK?