Elefanternas genflöde genom tiderna

Elefanten – det största landlevande däggdjuret – började gå på jordens yta för 5-10 miljoner år sedan i Afrika. Idag finns det mindre än 500 000 levande elefanter kvar vilket gör denna grupp av djur till skyddade arter, särskilt i Afrika där handeln med elfenben fortsätter att hota dem.

Den krympande elefantpopulationen utgör därmed en “isolerad gren” i utvecklingen, med bara tre levande arter: den asiatiska elefanten, den afrikanska savannelefanten och den afrikanska skogselefanten.

Elefanterna starkt hotade av tjuvskytte
Ungefär 50 000 elefanter dödas varje år av tjuvskyttar, vilket hotar många populationer. Mastodonter och mammutar, som var nära släktingar, är försvunna. Kunskap om elefantens genetiska arv kan spela en värdefull roll i framtida bevarandearbete för att förhindra att dessa djur utrotas.

Ett internationellt konsortium har, under ledning av seniora forskare från Broad Institute of MIT and Harvard, Harvard Medical School, Uppsala universitet, Universitetet i Potsdam och McMaster University, nyttjat avancerad sekvenseringsteknologi för att utforska arvsmassorna för både levande och utdöda elefantarter.

Forskningsstudien har resulterat i omfattande genomporträtt för nu levande elefantarter samt för mammutar, utdöda elefanter med raka betar och den amerikanska mastodonten, en utdöd släkting till elefantfamiljen.

Kartläggningen visar att genflödet (genetisk blandning) mellan elefantarter var vanligt i deras historia, i motsats till tidigare studier, som presenterade deras släktskap som enkla träd.

Båda arterna behöver skydd
– Under årens lopp har det funnits en debatt om huruvida afrikansk savann- och djungel-elefanter är två olika arter, säger Kerstin Lindblad-Toh, verksam vid Broad Institute och professor i komparativ genomik vid Uppsala universitet.

Våra data visar att dessa två arter varit isolerade i långa tidsperioder, och därför bör bevaras båda två.

Artikeln bekräftar att afrikansk savannelefant resp skogselefant är två olika arter, och utgör därmed ett argument för att skydda bägge arterna.

Forskarna tog fram genomen för alla nu levande elefantarter och ett högkvalitativt genom för en utdöd 120 000 år gammal elefant med raka betar, samt genererade gemensamma genomdata från flera forntida mastodont- och mammutgenom.

– Den kombinerade analysen av gemensamma genomdata från alla dessa forntida elefanter och mastodonter har gett kunskap om elefantpopulationens historia, och avslöjat en komplexitet som vi förut var helt omedvetna om, säger Kerstin Lindblad-Toh.

Genblandning som förbryllar
De utrotade elefanterna med raka betar har traditionellt samgrupperats med dagens asiatiska elefant beroende på morfologiska likheter i skallar och tänder. Emellertid visade en artikel publicerad i fjol av en grupp ledd av Michael Hofreiter att elefanter med raka betar i genomsnitt var närmare släkt med afrikansk skogselefant än med asiatisk elefant.

– Vi förbryllades av skillnaden mellan morfologiska och genetiska resultat, men våra analyser visar att anorna för elefant med raka betar var mycket komplexa, och inkluderade tre olika komponenter, sade Eleftheria Palkopoulou, artikelns förstaförfattare.

Artikeln avslöjar att den utdöda elefanten härstammar från en blandning av forntida afrikansk elefant, ullig mammut och dagens skogselefant.

– Resultaten var extremt förvånande, säger Eleftheria Palkopoulou.

– Elefantpopulationens släktskap kunde inte förklaras av enkla uppdelningar som gav ledtrådar för att förstå utvecklingen av dessa ikoniska arter.

I själva verket avslöjade hennes analys flera fall av korsningar mellan olika forntida arter, vilket betonar att blandning mellan divergerande arter är ett fundamentalt kännetecken i elefantens utveckling, och det väcker frågan om hur utbredd större blandningar är hos andra artgrupper.

Elephant Genome Project (EGP)

Artikel om studien:
Paper cited: Palkopoulou E, et al. A comprehensive genomic history of extinct and living elephants. PNAS.

Kontakt:
Kerstin Lindblad-Toh, kersli@broadinstitute.org, 070-324 23 36