Teadlased järjestasid enam kui miljoni aasta eest elanud mammutite DNA

$content['photos'][0]['caption'.lang::suffix($GLOBALS['category']['lang'])]?>
Karvase mammuti esivanemaks olnud stepimammutid kunstniku nägemuses. Autor/allikas: Beth Zaiken/Stockholmi paleogenoomika keskus.

Kahe enam kui 1,3 miljoni aasta eest elanud mammuti DNA võimaldab mõista paremini liigiteket ja mammutite kohanemist külma kliimaga. Ühtlasi lükkab rekordi purustav saavutus vanima järjestatud DNA vanuse ligi miljoni aasta võrra kaugemasse minevikku.

"Ühe miljoni piiri murdmises on midagi sümboolset ja harrast, mis hakkab psüühikale. Kontrollisime laboris ligi neli aastat, et see pole keskkonnast pärit saaste ja pärilikkusaine on tõesti sedavõrd vana, kui esialgsed analüüsid näitasid. Olime järelduste tegemisel äärmiselt ettevaatlikud. Näitame vaid, et vana-DNA võimaldab avastada uusi põlvnemisliine ning uurida kohastumusi ja liikide päritolu viisil, mida peeti võimatuks," sõnas David Díez-del-Molino, uurimuse üks juhtivautoritest ja Stockholmi paleogenoomika keskuse järeldoktor ERR Novaatorile.

Díez-del-Molino entusiasmi jagas uurimusega otseselt mitte seotud Kristiina Tambets, Tartu Ülikooi populatsioonigeneetika kaasprofessor. "Kõige vägevam on selle töö juures, et ühe raksuga järjestati varasemast kaks korda vanem DNA ning seejuures mitte ühe, vaid kahe looma oma," märkis kaasprofessor. Tambets lisas, et sama ajaperioodi – 2,6 miljoni aasta taha ulatuvat pleistotseeni -- on vaja uurida enamike tänapäeval elavate linnu- ja loomaliikide tekke mõistmiseks.

Eelmine rekord püstitati seitsme aasta eest. Toona, 2013. aastal teatati ligikaudu 735 000 aasta eest elanud hobuse genoomi täielikust järjestamisest. Pärilikkusaine lähem uurimine kirjutas ümber hobuste põlvnemisloo ja võib olla abiks praegu väljasuremisohus Przewalski hobuste kaitsmisel.

Muuseumiriiulilt rambivalgusesse
Nüüd lähema uurimise alla võetud fossiilid tulid Siberi kirdeosas päevavalgele juba 1970. aastatel. "Läksime neid juba selle eeldusega uurima, et neis purihammastes võib DNA-d leiduda. Olime sellegipoolest üllatunud, kui laboritulemused tagasi tulid. Kõigis uuritud fossiilides seda muidugi ei olnud või oli saadud genoom liiga katkendlik, et oleksime tahtnud seda uuringusse sisse panna," meenutas David Díez-del-Molino.

Molekulaarse kella põhjal elas üks mammutitest "Adycha" ligikaudu 1,34 miljoni aasta eest. Vanim mammut "Krestovka" heitis hinge umbes 1,65 miljonit aastat tagasi. Loomi ümbritsenud pinnases leidunud fauna põhjal on mammutid mõnevõrra nooremad, kuid tuletatud vanus langeb suuresti kokku nende pärilikkusainest tuletatud vanusega.

Loomade täpsete põlvnemissuhet aitas täpsustada kolmas mammut "Chukochya", kes elas enam kui 680 000 aasta eest. Antud nimed viitavad hammaste algsele leiukohale.

Igikeltsast tuleb välja üha uusi mammutifossiile. Pildil töö üks juhtivautoritest Patrícia Pečnerová ja Stockholmi paleogenoomika keskuse evolutsioonigeneetika professorLove Dalén Autor/allikas: Beth Zaiken/Stockholmi paleogenoomika keskus.

Díez-del-Molino märkis, et neil oli sobilike fossiilide leidmisega omajagu õnne. "Kasutasime samu tehnikaid, mida on teised aastate jooksul välja töötanud ehk õnnel oli oma osa. Nägime muidugi ka proovide ette valmistamisega üksjagu vaeva. Nüüd, kui meil tehnika käpas on, peame leidma lihtsalt rohkem väga hästi säilinud uurimismaterjali," lisas järeldoktor.

Ühisnimetajana leiti kõik fossiilid igikeltsast, pinnasest, mis on püsinud külmunud olekus sadu tuhandeid aastaid. "Nii kaugest minevikust pärilikkusaine saamiseks peavad olema selle hoiutingimused väga optimaalsed. See on puhas keemia. Oluline pole vaid temperatuur, vaid ka näiteks keskkonna happelisus," selgitas Kristiina Tambets. Kliimamuutuste tõttu võib igikeltsa sulamisel osa minevikust seega pöördumatult kaotsi minna.

DNA-d aga isegi kõige parematel võimalikel tingimustel säilitades laguneb see aeglaselt, kuid järjekindlalt. Genoomi moodustavad pärilikkusaine jupid muutuvad üha lühemaks, kuni pole enam täpselt selge, kus midagi paiknes ja kuidas näevad välja selle moodustavad geenid, mille põhjal valmistatakse valke.

"Andmete põhjal pole me veel kaugeltki selle teoreetilise piiri lähedal. Usun analüüsi põhjal, et ka enam kui kahe miljoni aasta vanuse DNA järjestamine pole meie käeulatusest väljas," sõnas Love Dalen, uurimuse vanemautor ja Stockholmi paleogenoomika keskuse evolutsioonigeneetika professor.

Esialgu võib olemuslikuks piiriks saada vanima igikeltsa vanus, mis küündib umbes 2,5 miljoni aastani. Dinosauruste ellu äratamisest on seega see veel kaugel.

Uued leiud, uued suhted
Järjestatud genoomid võimaldavad juba praegu paremini mõista, kuidas said madalamatel laiuskraadidel elanud mammutite esivanematest külmaga kohastunud karvased elukad. Muu hulgas tuli üllatuslikult välja, et ligikaudu 1,2 miljoni aasta eest elas Siberis kahte sorti mammuteid. "Senise arusaama järgi nägi seal toona vaid stepimammuteid. Sama võib arvata ka fossiilide põhjal, kuid geeniandmete põhjal oli seal toona kaks väga selgelt eristunud ja ammu lahknenud põlvnemisliini," selgitas David Díez-del-Molino.

"Geneetikas on liikidest rääkimine mõttetu, aga – Adycha – on ilmselt üks kõigi karvaste mammutite esiisadest. Teise, Krestovka sugulased koloniseerisid umbes 1,5 miljoni aasta eest Põhja-Ameerika, kust said neist neist Columbia mammutite esivanemad," selgitas järeldoktor. Analüüsi põhjal on viimased tegelikult hübriidid – Adycha ja Krestovka mammutite ühised järeltulijad, hägustades sellega liigipiire 420 000 aasta eest veelgi.

Adycha mammuti genoomi kõrvutamine ligikaudu 680 000 aasta eest elanud mammuti ning hiljem elanud elevantidega võimaldas aimu saada külmas kliimas elamiseks tarvilikest kohastumustest. Karvaste mammutite genoomis on mitmeid karvakasvu ja termoregulatsiooniga seotud muudatusi.

"Oletasime, et neist enamik tekkis liigi eristumise ajal umbes 700 000 aasta eest. Tuli aga välja, et need olid tegelikult olemas aga ka juba nende esivanematel – stepimammutitel," märkis Love Dalen. Uusi, liigile iseloomulikke mutatsioone on vaid umbes 15 protsenti.

"VanaDNA-d võib võrrelda ajamasinaga, millega saame reisida kasvõi miljoni aasta kaugusele minevikku ja jälgida evolutsiooni selle toimumise ajal," sõnas Díez-del-Molino. Järgmise sammuna plaanib järeldoktor kolleegidega iidset DNA-d veelgi vanematest mammutisäilmetest.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: