† Мамонт евроазиатский (Мамонт шерстистый) - Mammuthus primigenius   вымерший вид  

Шерстистые мамонты (Mammuthus primigenius) сформировались как вид около 450 тысяч лет назад в Сибири, откуда распространились по Евразии и Северной Америке. В наиболее холодные периоды представители этого вида достигали Центральной Европы, Китая и юга современных США. Подобно современным слонам шерстистые мамонты, вероятно, жили семейными группами, которые возглавляли самки, что подтверждается ископаемыми находками и наскальными рисунками древних людей.

Большинство популяций шерстистых мамонтов исчезло в позднем плейстоцене и раннем голоцене. Исследователи расходятся во мнениях относительно главной причины этого процесса, указывая на изменения климата, приведшие к сокращению естественного ареала, а также на охоту. Последние материковые мамонты, по всей видимости, жили на северном побережье Чукотки около 9,5 тысячи лет назад. Радиоуглеродное датирование показало, что на острове Врангеля эти животные вымерли около 3700 лет назад, вероятно, из-за инбридинга и исчезновения источников пресной воды.

Мэтью Вуллер (Matthew Woller) из Университета Аляски совместно с учеными из Австрии, Канады, Китая и США изучил миграцию арктического шерстистого мамонта, умершего в возрасте 28 лет за полярным кругом около 17100 лет назад, то есть во время последнего ледникового периода. Исследователи провели последовательный анализ стабильных изотопов стронция, накопленных в бивне длиной 1,7 метра. Ученые отметили, что хорошо сохранившиеся останки этого мамонта включают оба бивня общей длиной около 2,4 метра, фрагменты черепа и полную нижнюю челюсть с хорошо сохранившимися зубами. Ранее проведенный генетический анализ подтвердил, что эта особь оказалась мужского пола.

Изотопный анализ показал, что у мамонта было четыре основных этапа в жизни: раннее детство, молодость, зрелость и предсмертный (около полутора последних лет). Ученые пришли к выводу, что в детстве мамонт занимал ареал в нижнем бассейне реки Юкон во внутренних районах Аляски, а в молодости (от 2 до 16 лет) его расширил, охватив некоторые низменности между Аляскинским хребтом и хребтом Брукса. Животное совершало регулярные перемещения с севера на юг в пределах этой области, в том числе на большие расстояния, достигая иногда восточной оконечности хребта Брукса и северной части полуострова Сьюард.

По мере взросления ареал мамонта продолжал расширяться. Примерно на 16 году жизни он заметно его изменил, что, вероятно, связано с репродуктивной зрелостью. Изменения сопровождались дальними путешествиями между внутренней Аляской и северным склоном хребта Брукса из-за сезонных изменений в ресурсах. Исследователи заметили, что некоторые из районов, наиболее часто посещаемых этим мамонтом, находятся рядом с местами, где нашли много останков этого вида, а также неподалеку от самых ранних территорий проживания людей на Аляске.

Изотопные данные по последним полутора годам жизни мамонта показывают, что он ограничил свой ареал областью к северу от хребта Брукса, где, скорее всего, умер от голода. На эту причину смерти указывают повышенные значения изотопов азота и пониженные — изотопов углерода. По всей видимости, мамонт умер зимой или весной, на что указывает снижение значений изотопов кислорода непосредственно перед смертью.

Михаил Подрезов

Ссылка на статью

Благодаря современным технологиям специалисты получили возможность извлекать и анализировать ДНК из остатков давно умерших живых существ, от шерстистых носорогов и неандертальцев до волков. Однако у существующих методик есть ограничения: считается, что за 2-2,6 миллиона лет древняя ДНК настолько фрагментируется, что восстановить ее целостность уже нельзя. При этом самые древние генетические образцы, доступные для изучения, намного моложе этого теоретического предела. До сих пор рекорд древности принадлежал ДНК лошади возрастом 780-560 тысяч лет.

Из-за нехватки образцов ДНК, чей возраст приближался бы к миллиону лет, реконструкция эволюционной истории многих видов остается проблематичной. Например, различные виды мамонтов (Mammuthus) населяли Евразию и Северную Америку начиная с 2,5 миллиона лет назад, однако взаимоотношения между ними изучены довольно плохо.

Чтобы больше узнать об эволюции мамонтов, команда специалистов во главе с Томом ван дер Валком (Tom van der Valk) из Центра палеогенетики в Стокгольме попыталась извлечь ДНК из коренных зубов трех особей, живших в раннем и среднем плейстоцене и обнаруженных в вечной мерзлоте на северо-востоке Сибири. Два экземпляра, которые получили прозвища Крестовка и Адыча (в честь рек, около которых были сделаны находки), по строению напоминают степных мамонтов (M. trogontherii), а их возраст специалисты оценивают в 1,2-1,0 миллиона лет. Однако третий мамонт, Чукочья, скорее похожа на шерстистого мамонта (M. primigenius). Возраст этого экземпляра составляет 0,8-0,5 миллиона лет.

Генетический материал Крестовки, Адычи и Чукочьей оказался поврежден намного сильнее, чем образцы ДНК мамонтов из позднего плейстоцена. Тем не менее, применив ряд новых подходов, авторы смогли восстановить полные митохондриальные геномы всех трех особей. Кроме того, они частично реконструировали ядерные геномы мамонтов. Для Крестовки ученые восстановили 49 миллионов пар оснований, для Адычи — 884 миллиона, а для Чукочьей — 3,67 миллиарда.

Применив к митохондриальным геномам трех мамонтов метод молекулярных часов, ван дер Валк и его коллеги смогли уточнить их возраст. Оказалось, что все экземпляры старше первоначальных оценок: Крестовка жила около 1,65 миллиона лет назад, Адыча — 1,34 миллиона лет назад, а Чукочья — 0,87 миллиона лет назад. Анализ на основе ядерного генома, который авторы провели для Адычи и Чукочьей, показал сходные результаты — 1,28 и 0,62 миллиона лет соответственно. Таким образом, исследователи смогли извлечь ДНК из двух экземпляров старше миллиона лет. Раньше такое не удавалось не только для мамонтов, но и для любых других ископаемых животных. 

Благодаря реконструкции ДНК у команды ван дер Валка появилась возможность больше узнать об эволюционной истории рода мамонтов. Сравнив митохондриальную и ядерную ДНК трех особей из раннего и среднего плейстоцена с генетическими данными экземпляров, живших в более поздние времена, авторы пришли к выводу, что Адыча и Чукочья принадлежат к популяции, которая дала начало всем шерстистым мамонтам. А вот Крестовка жила еще до разделения эволюционных линий шерстистых мамонтов и североамериканских мамонтов Колумба (M. columbi), то есть до появления мамонтов в Новом Свете. Судя по всему, ее ветвь отделилась от линий всех остальных мамонтов в период между 2,66 и 1,78 миллиона лет назад.

Результаты анализа свидетельствуют, что в раннем плейстоцене на востоке Сибири жили по крайней мере две изолированные популяции мамонтов (возможно, это даже были разные виды). К одной из них принадлежала Крестовка, а другая, к которой относилась Адыча, стала предковой для шерстистых мамонтов. Исследователи полагают, что североамериканские мамонты Колумба представляют собой результат скрещивания двух этих популяций. По их расчетам, вклад линии Крестовки составляет 38-43 процента, а линии Адычи — 57-62 процента.

Вероятно, первыми мамонтами, заселившими Северную Америку около 1,5 миллиона лет назад, были сородичи Крестовки. Затем, около 420 тысяч лет назад, произошло их скрещивание с шерстистыми мамонтами, которое привело к появлению мамонтов Колумба. Изначальный вклад обеих популяций в геном гибридного вида был примерно равным. Позднее шерстистые мамонты еще раз гибридизировались с мамонтами Колумба, передав последним дополнительные генетические варианты, составившие примерно двенадцать процентов генома. В данном случае поток генов был однонаправленным и не отразился на шерстистых мамонтах. Полученные результаты противоречат популярной гипотезе о том, что мамонты Колумба напрямую происходят от южных мамонтов (M. meridionalis).

Дополнительный анализ позволил больше узнать о том, как шерстистые мамонты стали специалистами по выживанию в холодном климате. Для этого авторы выбрали генетические изменения, произошедшие у позднеплейстоценовых мамонтов по сравнению с азиатскими и африканскими слонами и сказавшиеся на выработке белков. Оказалось, что у Адычи (больше напоминавшей степного мамонта) и Чукочьей (раннего шерстистого мамонта) уже присутствовали большинство генетических вариантов, характерных для шерстистых мамонтов позднего плейстоцена (их доля составила 85,2 и 88,7 процента соответственно).

Затем ван дер Валк и его соавторы изучили 91 генетический вариант, связанный с конкретными адаптациями шерстистых мамонтов к жизни в Арктике. Среди них гены, регулирующие рост шерсти, работу терморецепторов, накопление белого и бурого жира, а также циркадные ритмы. Оказалось, что в геноме Адычи присутствует 87 процентов таких генов, а в геноме Чукочьей — 89 процентов. По мнению исследователей, это означает, что жившие в Сибири степные мамонты уже приобрели длинную шерсть и некоторые другие физиологические адаптации. Следов быстрого отбора, который соответствовал бы ускоренным адаптациям к жизни на севере в среднем плейстоцене, обнаружить не удалось.

Впрочем, анализ изменений в хорошо изученном гене TRPV3, который отвечает за работу терморецепторов, рисует более сложную картину. Из четырех аминокислотных замен, характерных для позднеплейстоценовых шерстистых мамонтов, у Чукочьей обнаружилось только две. Это свидетельствует, что приспособление этих хоботных к жизни на севере было постепенным процессом и продолжалось на протяжении сотен тысяч лет.

Сергей Коленов

Ссылка на статью

Шерстистые мамонты (Mammuthus primigenius) появились около 400 тысяч лет назад в Сибири и расселились по Евразии и Северной Америке. Около 11–15 тысяч лет назад в результате изменений климата и истребления человеком мамонты вымерли. Последняя изолированная популяция осталась на острове Врангеля, расположенном в 140 километрах к северу от Чукотки. Во время последнего ледникового периода он был частью материка, но во время потепления около 10–10,5 тысяч лет назад стал островом. Мамонты еще несколько тысяч лет прожили на острове Врангеля, но около 3,7 тысяч лет назад они исчезли.

Причины их вымирания до сих пор неясны. Люди появились на острове как минимум на 200 лет позднее, а климат и состав растительности, похожие на современные, появились там сразу после окончания оледенения. Так что, в отличие от материка, вымирание последней популяции мамонтов произошло не из-за изменений климата и антропогенного фактора, а по другим причинам. Некоторые исследователи считают, что в исчезновение мамонтов внесло вклад накопление мутаций в маленькой изолированной популяции. По окончании ледникового периода эффективная популяция мамонтов на острове Врангеля сократилась в десять раз. По сравнению с материковой популяцией у животных с острова Врангеля в геноме было много делеций (потеря участков ДНК), псевдогенов («сломанных» аналогов структурных генов), преждевременных стоп-кодонов, приводящих к синтезу неработающих белков.

Исследователи из России, Германии и Финляндии во главе с Лаурой Арппе (Dr. Laura Arppe) из Хельсинкского университета проанализировали соотношения изотопов углерода, азота и серы в костях 52 мамонтов, обитавших в Северной и Западной Сибири, в Европе, на Аляске и на севере Канады 17–48 тысяч лет назад, а также животных, обитавших на острове Врангеля 4–42 тысячи лет назад; шести овцебыков, шести лошадей и двух бизонов. Изотопные подписи углерода (δ13C) и азота (δ15N) рассказывают о рационе животных, а соотношение изотопов серы (δ34S) позволяет, в том числе, оценить, происходило ли выветривание горных пород. 

Оказалось, что соотношения изотопов углерода у сибирской популяции и последних мамонтов с острова Врангеля, живших во время потепления, существенно отличались. По мнению авторов работы, это говорит о разном уровне жиров и углеводов в рационе животных. «Мы думаем, что сибирские мамонты полагались на запасы подкожного жира, которые выручали их во время суровых зим. В то время как мамонты с острова Врангель, жившие в более мягком климате, в этом не нуждались», — говорит Лаура Арппе.

В целом анализ изотопов показал, что на острове Врангель не было долговременных перебоев с ресурсами из-за которых все мамонты могли погибнуть. Но могло произойти кратковременное исчезновение растительности, которое невозможно отследить с помощью изотопной подписи углерода и азота. Как показала другая группа исследователей, изучавшая дентин трех мамонтов с острова Врангеля, все они погибли зимой. Авторы статьи приводят похожий современный случай: зимой 2003 года в канадской Арктике выпали сильные дожди со снегом. Земля покрылась ледяной коркой, из-под которой животные не моглидостать траву и в результате погибло более 20 тысяч овцебыков. Авторы предполагают, что и на острове Врангеля могло произойти что-то подобное.

Другой причиной гибели мамонтов могло стать попадание в питьевую воду тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий, уран и таллий. Оно произошло в результате выветривания пород, которое началось в центральной части острова Врангеля 4–5,5 тысячи лет назад. Высокий уровень вредных веществ и высокий рН воды в некоторых реках нашла другая группа исследователей. Возможное выветривание подтверждает и соотношение изотопов серы δ34S.

«Легко представить себе, что популяция, возможно, уже ослабленная генетическими нарушениями и качеством питьевой воды, могла погибнуть от чего-то вроде экстремального погодного события», —замечает соавтор исследования Эрве Бушеранс (Hervé Bocherens) из Тюбингенского университета.

Ссылка на статью

Клон статьи

Российские, шведские и нидерландские ученые выяснили, что самцы шерстистых мамонтов (Mammuthus primigenius) чаще самок погибали в природных ловушках.

Мамонты, подобно современным слонам жили семейными группами с «матриархом» во главе. В нее входили самки с детенышами. Когда молодые самцы достигали половой зрелости, они уходили из стада и продолжали жить либо самостоятельно, либо в составе небольших «холостяцких» групп. Самцы разбредались на большие расстояния для того, чтобы избегать конкуренции между собой, и близкородственного скрещивания. Одинокие молодые самцы в незнакомой местности чаще проваливались под лед, в расщелины или в болот.

Ссылка на статью

Клон статьи

Группа российских ученых сообщила о выдающемся научном достижении: расшифровке полной последовательности митохондриальной ДНК мамонта, жившего более 30 тыс. лет назад.

Сравнение митохондриальной ДНК мамонта и современных слонов подтвердило вывод немецких ученых о том, что мамонты ближе к индийскому, чем к африканскому слону. Разделение линий индийского и африканского слонов произошло 6 млн лет назад. Время разделения первой из этих линий на две (ведущую к мамонту и индийскому слону соответственно) по результатам анализа неполных последовательностей митохондриальной ДНК оценивалось в 5,5 млн лет; по данным российских ученых, это произошло несколько позже — около 4 млн лет назад.

Ссылка на статью