Гибридные мамонты бродили по Северной Америке после межвидового скрещивания, показывают ископаемые зубы
Виды мамонтов Северной Америки скрещивались друг с другом в последние 40 000 лет. Ископаемые зубы, найденные в Канаде, показывают, что колумбийские и шерстистые мамонты регулярно производили совместное потомство там, где ареалы разных видов пересекались.
Два разных мамонта жили на континенте во время последнего ледникового периода — шерстистый мамонт на территории нынешних Канады и северной части США, и колумбийский мамонт южнее. Ранее считалось, что эти виды, адаптированные к разным климатам и источникам пищи, жили в основном независимо.
Однако два коренных зуба мамонта, найденные в западной Канаде, рассказывают другую историю. Генетический анализ окаменелых зубов показывает, что они принадлежали мамонтам-гибридам между этими видами.
Более того, поскольку у более молодой окаменелости больше ДНК колумбийского мамонта, чем у другой, колумбийские и шерстистые мамонты должны были скрещиваться много раз на протяжении тысячелетий. Профессор Адриан Листер, один из соавторов нового исследования, говорит, что это предполагает, что гибриды играют в эволюции гораздо большую роль, чем считалось ранее.
«Традиционно нас учат, что разные виды не могут скрещиваться друг с другом, — говорит Листер. — Однако по мере развития нашей способности исследовать генетику мы обнаруживаем, что на самом деле это происходило много раз».
Подход, использованный для исследования этих мамонтов, потенциально может быть применён и к другим вымершим животным. Реконструируя их историю, мы сможем лучше увидеть роль, которую гибридизация сыграла в эволюции видов, существующих сегодня.
Результаты исследования опубликованы в журнале Biology Letters.
Как эволюционировали гибридные мамонты?
Первые свидетельства гибридов мамонтов часть исследовательской группы обнаружила ещё в 2021 году, извлекая ДНК возрастом 1,2 миллиона лет из зуба степного мамонта, найденного в Крестовке, Сибирь.
Считалось, что степные мамонты исторически эволюционировали в шерстистых мамонтов в Евразии около 700 000 лет назад, а в колумбийских мамонтов в центральной и южной части Северной Америки примерно на 300 000 лет позже. Однако зуб из Крестовки показал, что история не так проста.
Линия Крестовки оказалась отдельной группой степных мамонтов, которые скрещивались с шерстистыми мамонтами. Сейчас считается, что именно это событие гибридизации создало колумбийского мамонта. Это межвидовое скрещивание, вероятно, произошло в Северной Америке после того, как шерстистые и степные мамонты пересекли ныне затопленный сухопутный мост между Сибирью и Аляской.
В результате до половины ДНК колумбийских мамонтов было унаследовано от шерстистых мамонтов. Но новое исследование показывает, что некоторые шерстистые мамонты также наследовали генетику колумбийских мамонтов.
Один из недавно обнаруженных зубов шерстистого мамонта, датируемый примерно 36 000 лет назад, показывает, что животное, которому он принадлежал, унаследовало более 21% своего генома от колумбийских мамонтов. В более молодом зубе, возрастом примерно на 11 000 лет меньше, колумбийские мамонты ответственны почти за 35% происхождения мамонта.
Возросший уровень ДНК колумбийского мамонта предполагает, что межвидовое скрещивание между шерстистыми и колумбийскими мамонтами продолжалось тысячелетиями. Анализ половых хромосом предполагает, что в этих встречах в основном участвовали самцы колумбийских мамонтов, скрещивающиеся с самками шерстистых мамонтов.
Смешение обоих видов также сделало североамериканских шерстистых мамонтов более генетически разнообразными, чем любая другая известная на сегодняшний день популяция. Виды с большим разнообразием в своей ДНК обычно лучше способны адаптироваться к изменениям, поэтому возможно, что это могло помочь этим мамонтам выжить.
Мамонты под давлением
Хотя эти гибридные мамонты генетически отличаются от других представителей своего вида, их зубы удивительно похожи на зубы других шерстистых мамонтов. Листер объясняет, что это, вероятно, результат естественного отбора.
«Мы склонны думать, что гибриды усредняют признаки, поэтому если длинное животное скрещивается с коротким, у них будет потомство средней длины, — говорит Листер. — Так что у этих гибридов мы могли бы ожидать, что их зубы будут иметь элементы от шерстистых и колумбийских мамонтов».
«Вместо этого мы обнаружили, что их зубы всё ещё очень похожи на зубы шерстистых мамонтов, которые хорошо приспособлены к поеданию трав на холодных открытых равнинах. Поскольку гибриды живут в схожей среде, существует давление, заставляющее их сохранять зубы, похожие на зубы шерстистого мамонта».
То же самое было бы и для гибридных колумбийских мамонтов, живших южнее. Поскольку они жили в более тёплой среде с более широким спектром пищи, существовало давление, заставляющее этих животных сохранять свои более универсальные зубы, несмотря на значительное количество ДНК шерстистого мамонта.
Дальнейшее изучение последствий гибридизации мамонтов также может помочь защитить ныне живущих животных. Например, такие виды, как шотландская дикая кошка, находятся под угрозой исчезновения из-за скрещивания с близкородственными домашними кошками. Наличие прошлых примеров, на которые могут опереться защитники природы, может помочь им понять потенциальные исходы для видов, находящихся под угрозой.
Изменяющиеся условия ледникового периода также помогают учёным понять, как современные слоны и другие животные могут адаптироваться к современным изменениям климата.
«Понимание того, как виды могут смягчать последствия изменения окружающей среды, очень важно в данный момент, и мы можем обратиться к прошлым изменениям климата за помощью, — добавляет Листер. — Мы знаем, что мамонты в конечном итоге не пережили конец ледникового периода, и углубление в их способность к адаптации может помочь нам лучше понять, почему».