Когда шерстистые мамонты стали шерстистыми
Шерстистые мамонты не стали тянуть с адаптацией к холодному климату и обросли густой шерстью сразу после отделения от степных мамонтов-предков.
Мамонты вымерли давным-давно, но встреться они нам, мы бы узнали их сразу, спасибо многочисленным картинкам и фильмам «из древней жизни»: коренастых, горбатых, с длинными изогнутыми бивнями, с маленькими ушами и, да, покрытых шерстью мамонтов легко отличить от нынешних слонов. Правда, мамонтов в своё время было несколько разных видов. «Классические» мамонты, покрытые густым волосом, называются шерстистыми мамонтами. Они обитали в северных широтах, так что и шерсть, и небольшие уши — это адаптации к холоду. Но кроме шерстистого были южный, степной, колумбийский и ещё десяток мамонтов.
Конечно, когда речь идёт о скудных остатках давно вымерших животных, всегда возникает проблема различения видов. Однако про мамонтов вполне надёжно известно, что их общий предок с современными слонами жил в Африке около 6 млн лет назад. Одни потомки этого предка продолжили эволюционировать на юге (в широком смысле слова) и доэволюционировались до нынешних африканских и индийских слонов. Другие начали разбредаться по более умеренным широтам, постепенно обрастая шерстью и превращаясь в отдельный род Mammuthus, то есть Мамонты. За миллионы лет эволюции у них определённо должны были появляться разные виды. Про шерстистого мамонта говорят, что он начал отделяться от степного около 800 тыс. лет назад.
Сотрудники Стокгольмского университета вместе с коллегами из Зоологического института Российской академии наук (РАН), Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого РАН, а также других научных центров Швеции, России, Дании и Великобритании проанализировали эволюцию шерстистых мамонтов по их ДНК. Мы знаем, что сейчас ДНК извлекают из древних костей и даже из доисторического грунта возрастом сотни тысяч лет и вполне успешно её читают. Древняя ДНК, очевидно, далеко не всегда информативна в той же мере, как современная, но из неё всё-таки можно извлечь много интересного. Обычно про палеогенетические достижения говорят в связи с древними людьми, неандертальцами, денисовцами и т. д. Но ведь ДНК доисторических животных тоже можно анализировать.
Бивень мамонта, жившего около 18 тыс. лет назад. ДНК из него использовали для сравнения с ДНК других мамонтов и слонов. Бивень нашли на северо-востоке Сибири в 2015 г. (Фото: Love Dalén / Stockholm University)
Исследователи сравнивали полсотни геномов шерстистых мамонтов из Сибири и современных слонов, африканских и индийских. Почти все мамонтовые геномы принадлежали животным, которые жили не раньше 100 тыс. лет назад, и только один геном был от мамонта, жившего около 700 тыс. лет назад. У всех мамонтов в генах были признаки, которые выдавали в них северных обитателей: похожие особенности можно найти и в геномах белых медведей, и в геномах северных оленей, и у других животных. Особенности связаны с генами, влияющими на волосяной покров, чувствительность к холоду, метаболизм липидов (которые должны были не только давать энергию, но и создавать подкожный слой теплоизоляции). Этих результатов, наверное, следовало ожидать, хотя сейчас благодаря тому, что сравнивали гены сразу двух десятков мамонтов, удалось вычленить именно те генетические особенности, которые присущи не одному-двум мамонтам, а виду в целом.
Что до мамонта, жившего около 700 тыс. лет назад, то мутации в его геноме совпадали на 91,7% с мутациями у остальных, более эволюционно молодых особей. Это говорит о том, что у древнейших «полушерстистых» мамонтов, которые только начали отделяться от степных, уже были все характерные «шерстистые» признаки: и плотная шерсть, и особенности обмена веществ, и пр. Потом характерные признаки шерстистых мамонтов только усиливались. Например, у семисот тысячелетнего мамонта могли быть ещё довольно большие уши (которые на холоде банально мёрзнут, то есть выводят тепло из тела), а его мех, хотя и густой, ещё не давал вполне надёжной теплоизоляции. Тем не менее, шерстистые мамонты стали шерстистыми довольно быстро, а потом в течение сотен тысяч лет совершенствовали свою «шерстистость», то есть продолжали настраивать обмен веществ, усиливали теплоизолирующие свойства меха и пр. Кстати, одно из генетических отличий старого мамонта от более молодых современных обнаружилось в иммунной ДНК: у молодых мамонтов в генах рецепторов Т-клеток появились некоторые мутации, которых не было у старого мамонта. Но тут, скорее всего, дело не в холоде, а в том, что шерстистые мамонты, расселяясь по новым землям, сталкивались с новыми болезнями.
Результаты исследований опубликованы в Current Biology. В перспективе есть надежда сравнить гены сибирских мамонтов с североамериканскими. По территории нынешней Северной Америки тоже в своё время ходили шерстистые мамонты, и не только шерстистые. Мы как-то писали, что те же исследователи из Стокгольмского университета обнаружили в древней ДНК какого-то странного мамонта, который, вероятно, скрещивался с шерстистым, и в результате этого скрещивания на свет мог появиться колумбийский мамонт. Но чтобы уверенно разобраться в мамонтовых эволюционных перипетиях, нужно больше геномных сравнений с большим количеством генетического материала.
