Dešimtmečius paleontologai Šiaurės Amerikos mamutus klasifikavo į dvi pagrindines rūšis: vilnonį mamutą, prisitaikiusį prie ekstremalių Kanados ir Sibiro Arkties regionų šalčių, ir didesnį, mažiau plaukuotą Kolumbijos mamutą, kuris klajojo po šiltas JAV pietų ir Meksikos lygumas. Atskirti šias dvi rūšis atrodė paprasta, nes jas skyrė gyvenamoji aplinka, morfologija ir elgsena. Tačiau naujas tyrimas, paskelbtas žurnale „Biology Letters“ ir atliktas Marianne Dehasque ir jos komandos, visiškai pakeitė šią nuomonę.
Remiantis Britų Kolumbijoje rastų dviejų suakmenėjusių krūminių dantų genominės analizės rezultatais, mokslininkai įrodė, kad šie mamutai ne tik gyveno kartu, bet ir tūkstančius metų kartą po karto kryžminosi. Šis atradimas atskleidžia ilgą hibridizacijos laikotarpį, vykusį vėlyvuoju pleistocenu, kuris pakeitė šių milžinų evoliucijos istoriją ir leidžia manyti, kad rūšių susikryžminimas buvo daug dažnesnis reiškinys, nei anksčiau manyta.
Du dantys, tūkstančių metų istorija
Viskas prasidėjo nuo dviejų suakmenėjusių dantų atradimo – vieno Okanagan ežere, kito Babine ežere – kurių amžius atitinkamai yra maždaug 25 000 ir 36 000 metų. Iš pirmo žvilgsnio šie krūminiai dantys atrodė tipiniai vilnoniams mamutams: dantų struktūra buvo pritaikyta prie kietų, užšalusių šiaurinių stepių žolių. Tačiau išvaizda gali būti apgaulinga.
Kai mokslininkai iššifravo iš šių liekanų išgautą DNR, jie atrado kažką netikėto. Abu pavyzdžiai parodė reikšmingą Kolumbijos mamuto protėvių įtaką. Senesnis turėjo apie 22 % Kolumbijos genų, o naujesnis – beveik 35 %. Tai reiškia, kad dviejų rūšių kryžminimas nebuvo atsitiktinis reiškinys, o dalis nuolatinės ir ilgalaikės evoliucijos istorijos.
Tyrimas ne tik įrodė hibridų egzistavimą, bet ir jų svarbą evoliucijos požiūriu: šie hibridiniai mamutai turėjo didesnę genetinę įvairovę nei jų Sibiro giminaičiai. Ši įvairovė galėjo suteikti jiems pranašumą prisitaikant prie drastiškų klimato pokyčių, kurie žymėjo perėjimą tarp ledynmečių.
Kai rūšys nepaiso ribų
Dehasque ir jo kolegų tyrimas yra dalis mokslinių tyrimų, kurie prasidėjo 2021 m., kai pirmą kartą buvo sekvenuota maždaug 1,2 milijono metų senumo mamuto iš Krestovkos linijos DNR. Ši rūšis, skirianti nuo tradicinės stepių mamutų linijos, pasirodė esanti viena iš Kolumbijos mamuto protėvių. Net ir tada mokslininkai suprato, kad mamutų evoliucija buvo daug sudėtingesnė nei paprastas šeimos medis su atskirais šakais.
Dabar patvirtinta, kad hibridizacija nesibaigė su Kolumbijos mamuto atsiradimu. Tūkstančius metų vyko genetinis mainų procesas tarp rūšių. Branduolinė DNR atskleidžia dvikryptį srautą, nors ir su viena ypatybe: didžioji dalis mainų vyko iš Kolumbijos patinų į vilnonių pateles. Ši asimetrija paaiškinama tuo, kad hibridų mitochondrinė DNR, kuri perduodama tik motinos linija, priklauso išskirtinai vilnoniams mamutams.
Hibridizacijos vaidmuo evoliucijoje
Idėja, kad skirtingos rūšys gali susilaukti vaisingų palikuonių, nėra nauja, tačiau tradiciškai ji buvo laikoma išimtimi. Tačiau genomikos eroje ši paradigma pradeda klibėti. Mamutų atvejis sustiprina sampratą, kad hibridizacija gali būti pagrindinė evoliucijos jėga, galinti sukurti naujas genetinės adaptacijos vertę turinčias kombinacijas.
Šiuo atžvilgiu mamutai prisijungia prie vis ilgėjančio sąrašo priešistorinių ir dabartinių gyvūnų, kurie evoliucionavo dėl rūšių susimaišymo. Panašūs atvejai jau buvo užfiksuoti poliarinių ir rudųjų lokių, liūtų ir netgi šiuolaikinių žmonių su neandertaliečiais. Modelis yra aiškus: kai klimato sąlygos keičiasi ir geografinės ribos pasislenka, rūšys susiduria tarpusavyje ir daugeliu atvejų kryžminasi.
Įdomiausia apie šį atradimą Britų Kolumbijoje yra tai, kad šie hibridai savo morfologijoje nerodė jokių akivaizdžių kryžminimosi požymių. Jų dantys išlaikė vilnonio mamuto savybes, o tai rodo, kad natūrali atranka palankiai vertino savybes, geriausiai pritaikytas šaltoms stepėms, neatsižvelgiant į individo genetinę kilmę. Priešingai, labiau į pietus gyvenę hibridai tikriausiai išlaikė labiau universalų dantų tipą, būdingą Kolumbijos mamutams, pritaikytą įvairesnei mitybai.
Pamoka dabarties (ir ateities) labui
Mamutų tyrimai yra ne tik langas į praeitį, bet ir priemonė suprasti dabarties iššūkius. Hibridizacija kaip atsakas į klimato kaitą turi tiesioginės įtakos šiuolaikinių rūšių išsaugojimui. Tokie gyvūnai kaip Iberijos lūšis, škotiškas laukinis katinas ar netgi šiuolaikiniai drambliai galėtų gauti naudos – arba būti pavojuje – susimaišydami su giminingomis rūšimis. Supratimas, kaip šis procesas vyko mamutų atveju, gali padėti mums numatyti ekologines hibridizacijos pasekmes aplinkos krizės laikais.
Trumpai tariant, šis darbas yra mokslinis įspėjimas apie taksonominės klasifikacijos ribas. Gamta dažnai neatitinka mūsų apibrėžimų. Mamutai nebuvo tiesiog „vilnoniai“ ar „kolumbiniai“: jie buvo evoliucijos tęsinio, kurį formavo klimatas, geografija ir nuolatinė populiacijų sąveika, dalis.
Nors tyrimas pagrįstas tik dviem fosilijomis, jo poveikis yra milžiniškas. Jis atskleidžia netikėtą biologinį sudėtingumą vienos iš labiausiai žinomų pleistoceno rūšių ir aiškiai parodo, kad apie mamutų pasaulį dar yra daug neatrastų dalykų. Dabar mokslininkai planuoja išplėsti savo tyrimus į kitas Šiaurės Amerikos regionus, kur gali būti rasta daugiau įrodymų apie šiuos pamirštus hibridus.
Ar tai reiškia, kad Šiaurės Amerikoje egzistavo trečioji mamutų rūšis? Kol kas to negalima tvirtinti su tikrumu. Tačiau žinome, kad mamutų evoliucija nebuvo nei linijinė, nei paprasta. Tai buvo tūkstantmetis šokis tarp rūšių, kurį lėmė klimatas ir būtinybė išgyventi. Ir ta istorija, užrašyta genuose, tik dabar pradedama pasakoti.
