Учёные из Университета Макмастера (Канада), Института Броуда, Уппсальского университета и ряда других исследовательских организаций полностью отсеквенировали геномы нескольких вымерших и ныне живущих представителей семейства Слоновые (Elephantidae) и семейства Мастодонты (Mammutidae). Сравнив полученные последовательности, они выявили, что живущие рядом саванные и лесные слоны не скрещивались последние полмиллиона лет. Мамонты, напротив, неоднократно образовывали межвидовые гибриды. Вероятно, это и обеспечивало им приспособленность к самым различным условиям обитания.
Останки 14 животных, из которых извлекали ДНК для анализа, принадлежали нескольким видам: азиатскому слону (Elephas maximus), африканским саванному (Loxodonta africana) и лесному (Loxodonta cyclotis) слонам, шерстистому мамонту (Mammuthus primigenius), колумбийскому мамонту (Mammuthus columbi) и прямобивневому лесному слону (Paleoloxodon antiquus). Генетический материал по большей части брали из дентина зубов этих животных. Новые технологии “чтения” (секвенирования) последовательностей нуклеотидов в ДНК сделали полученные геномы мамонтов и прямобивневого лесного слона одними из наиболее полных и точных геномов доисторических животных.
Дентин из зуба шерстистого мамонта. Фото: JD Howell, McMaster University
Сравнивая строение ДНК перечисленных видов, авторы пришли к неожиданным выводам. Практически все геномы вымерших хоботных несут в себе следы неоднократных межвидовых скрещиваний. Например, прямобивневый лесной слон был, по сути, гибридом шерстистого мамонта, сохранившегося до наших дней лесного слона и вымерших видов саванных слонов, населявших когда-то Африку. Несмотря на различия в размерах и предпочитаемых местообитаниях скрещивались и два вида американских мамонтов — колумбийский и шерстистый. Возможно, такое богатое генетическое разнообразие позволяло им занимать самые различные экологические ниши и успешно бороться с неблагоприятными климатическими условиями.
Ныне живущие виды слонов, напротив, не образуют гибридов друг с другом. Азиатские слоны не скрещиваются и, по данным секвенирования их генома, ранее не скрещивались с африканскими. Африканские лесной и саванный слоны, которых до недавнего времени считали подвидами одного и того же вида Loxodonta africana, по всей видимости, последний раз обменивались генами около 500 000 лет назад. Эта информация неожиданна, учитывая, что сейчас представители этих видов нередко живут бок о бок. Необходимо понять, возможно ли улучшить приспособленность африканских слонов и тем самым остановить падение их численности, если внести в их геном разнообразие за счёт других видов слоновых.
Реконструкция Paleoloxodon antiquus. Илл.: Carl Buell
Проект по изучению геномов мамонтов и слонов был запущен более десяти лет назад. Используя полученную в его ходе информацию, биологи надеются понять, как эволюционировали хоботные, а затем применить отработанные на примере слонов и мамонтов подходы для уточнения истории других групп млекопитающих.