Najstaršia DNA mamuta odhaľuje nové poznatky o evolúcii a adaptácii

Vedkyňa Patrícia Chrzanová Pečnerová prečítala doteraz najstaršiu nájdenú DNA a vďaka tomu spoluobjavila aj novú líniu mamutov. S kolegami jej vyšiel článok v top časopise Nature o sekvenovaní genómu mamuta. Medzi vzorkami, ktoré skúmali, je najstaršia DNA, ktorú sa doteraz podarilo získať. Tento mamut žil pred zhruba 1,2 milióna rokov a vedci ho našli v sibírskom permafroste.

Ako sa získavajú vzorky na výskum? V ľadových oblastiach sú aj celkom dobre zachované kostry alebo celý mumifikovaný mamut. Hlavne vďaka zime celkom dobre vieme, ako mamuty vyzerali. Kel mamuta srstnatého trčiaci z permafrostu na Wrangelovom ostrove, ktorý sa nachádza na severovýchode Sibíri.

Podľa vedkyne je to trochu alchýmia a lotéria. Niekedy už na pohľad vieme, či zo zuba alebo z kosti niečo získame. Ak je vzorka hnedastá a má veľa prasklín, je pravdepodobné, že to fungovať nebude. Pri pevnej a svetlej štruktúre sú šance väčšie.

Po smrti prestávajú fungovať obnovujúce procesy v tele a časom poškodení DNA pribúda, až kým sa úplne nerozpadne. Takýto polčas rozpadu sa na základe chemických procesov dá aj vypočítať. Na druhej strane rozpad ovplyvňuje aj životné prostredie, v ktorom organizmus umrel. Práve v tomto je permafrost kľúčový. Ak tie zvieratá umreli a rýchlo zamrzli alebo sa mamut prepadol do ľadovej rieky a bol zakonzervovaný ihneď, je to, ako keby sme mali vzorku v mrazničke pri teplote mínus osemdesiat stupňov. Rozpad DNA v takomto prostredí prebieha oveľa pomalšie a ani baktérie, ktoré bežne v pôde mŕtve telá rozkladajú, tam nemajú prístup.

Výskum ukázal, že mamut, ktorého skúmali, patril k úplne neznámej genetickej línii mamutov. Nazvali ju Krestovka podľa lokality, kde sa našiel. Pred jeden a pol milióna rokmi tieto mamuty pravdepodobne kolonizovali aj Severnú Ameriku. Navyše analýzy naznačujú, že mamut kolumbijský, ktorý Severnú Ameriku obýval aj počas poslednej doby ľadovej, bol hybridným druhom. Spolovice bol mamutom srstnatým a polovicu mal z mamutej línie Krestovka. Druhá vzorka staršia ako milión rokov patrila priamemu predkovi mamuta srstnatého.

Po odchode predchodcov mamutov z Afriky sa rozšírili mamuty južné. Žili v oblastiach, kde bolo teplejšie podnebie, takže vyzerali skôr ako slony. Keď sa začalo ochladzovať, začali sa prispôsobovať zmeneným podmienkam a vyvinul sa mamut stepný. S mamutom srstnatým si spájame dlhú srsť, vrstvy tuku pod kožou, schopnosť termoregulácie a krátky chvost či uši, aby dokázal prežiť v chladných podmienkach. Boli prekvapení, že 80 percent z týchto znakov mal aj mamut, ktorý žil pred viac ako miliónom rokov. Čiže oveľa skôr, ako sa samotný mamut srstnatý vyvinul. Prírodný výber väčšinou prebieha v náhlych obdobiach, keď sa udeje veľa zmien.

Hranica, za ktorú to podľa vedcov nepôjde, je 2,6 milióna rokov. Vtedy sa začala doba ľadová a až vtedy sa začal vytvárať permafrost, vďaka ktorému dokáže DNA tak dlho prežiť. Dôležité vzorky môžu byť aj v jaskyniach. Typické druhy pre chladné podnebie a stepný život boli aj srstnaté nosorožce, kone či bizóny.

Ustálila sa vedecká zhoda, že posledné desiatky tisíc rokov doby ľadovej prebiehala zmena klímy a postupné otepľovanie, čo zatlačilo mamuty na sever. Potom prežívali v najsevernejších oblastiach. Niektorí vedci si myslia, že ich úplné vyhynutie spôsobila prítomnosť ľudí. Vedkyňa skúmala poslednú populáciu mamutov na Wrangelovom ostrove na Sibíri. Tam vtedy žiadni ľudia neboli ani klíma sa veľmi nezmenila. Skôr to vyzerá, že sa mamutom nedarilo z genetického hľadiska. Uviazlo ich tam málo a pravdepodobne náhodou. To mohlo spôsobiť, že geneticky chradli až vyhynuli, keďže k nim žiadne iné mamuty nemohli doniesť nový genetický potenciál.

Pri mamutoch, ako aj pri slonoch trvalo dlho, kým sa generácia obmenila. Každá samica má naraz jedno, maximálne dve mláďatá a tehotenstvo trvá 22 mesiacov. Slony a mamuty sa evolučne rozdelili, pričom prežili len slony. Druhy, ktoré sú veľmi dobre prispôsobené špecifickým podmienkam, sú potom oveľa zraniteľnejšie. Závisia od svojej koristi, ktorej prispôsobujú schopnosti. Otázkou je, čo by sa stalo s mamutmi, keby neprišli ľudia.

Niekoľko výskumov sa venuje tomu, ako naklonovať mamuty zo zachovanej DNA. Momentálne je niekoľko výskumov, v rámci ktorých sa gény z mamuta, ktoré poznáme, vkladajú do embrya slona. Slona meníme tak, aby viac pripomínal mamuta. V skutočnosti to však mamut nie je, lebo stále sú časti jeho genetického kódu, ktoré dobre nepoznáme a sú veľmi komplikované. Podľa vedcov sa k ozajstnému mamutovi nedostaneme.

Jeden z argumentov je, že na Sibíri je priestor, ktorý žiaden dominantný druh neokupuje. Mamut bol pre svoje prostredie veľmi dôležitý, pretože je to veľké zviera, ktoré vyprodukuje veľa biomasy, spotrebuje veľa potravy a prekopáva pôdu. Tak vytváral podmienky aj ďalším druhom. V súčasnosti, keď sa permafrost topí a uvoľňuje sa z neho veľa metánu, by mohlo byť užitočné mať tam mamuta. Na druhej strane je tu veľa nezodpovedaných etických otázok. Napríklad o tom, ako by slon mohol vynosiť mamuta. Hovorí sa o umelých vakoch či inkubátoroch. Do toho sa investuje veľa peňazí, ktoré by sa mohli použiť na ochranu druhov, ktoré to potrebujú, a tak ďalej.

Ľudstvo expanduje, stavajú sa cesty a obydlia, voľná príroda sa premieňa na ornú pôdu. Väčšina druhov má teda čoraz menej životného prostredia. Mnohým, napríklad aj slonom. Tam nejde až tak o zmenu klímy. V Afrike rastie populácia a s ňou aj plocha ornej pôdy. Populácie slonov sú preto rozdelené na menšie skupinky. Keď sa chcú stretnúť ako kedysi, majú to ťažšie.

Vedkyňa sa chce pozrieť na genetickú kondíciu slonov, lebo si ich zamilovala spolu s mamutmi. Už teraz však vieme, že napríklad v západnej Afrike je situácia omnoho horšia ako vo východnej a slony tam žijú len v malých izolovaných skupinkách.

Mamut si získal takú popularitu, že je často prvou asociáciou, keď sa hovorí o vyhynutých zvieratách. Je to jedno z tých zvierat, ktoré sú veľké, huňaté a zaujímavé. Aj slony sú veľmi populárne. O slonoch vieme, že sú veľmi inteligentné, majú dobrú pamäť a emócie. Mamuty boli s veľkou pravdepodobnosťou veľmi podobné.

Množstvo nástenných malieb alebo sošiek zobrazuje mamuta, takže išlo o zviera, ktoré bolo v minulosti pre ľudí dôležité. Žili s nimi, lovili ich, niektorí si stavali domy z mamutích kostí. Vedkyňa sa zúčastnila na arktických expedíciách do Grónska a na Sibír, publikovala výskum s ohlasom vo svetových médiách a nedávno získala prestížny grant Marie Sklodowska-Curie Fellowship.

Patrícia Chrzanová Pečnerová je evolučná biologička a genetička. Biológiu vyštudovala na Masarykovej univerzite v Brne a doktorát získala v roku 2018 na Štokholmskej univerzite vo Švédsku, kde skúmala DNA poslednej populácie mamutov. V súčasnosti pôsobí na Kodanskej univerzite v Dánsku, kde sa venuje predovšetkým genetickým analýzam rôznych druhov, ktorým hrozí vyhynutie vrátane slonov, pižmoňov a leopardov.

Rekonštrukcia stepných mamutov, predchodcov mamuta srstnatého, na základe genetických poznatkov zistených v štúdii.

tags: #kel #s #mamutieho #mledata #informácie

Populárne príspevky:

• Zdravý Kysnutý Tofu Koláč
• Gastronomický zážitok v Bratislave
• Najlepšia Mascarpone Torta
• Jednoduché tvarohové šišky
• Jednoduché špenátové recepty