Miljonårigt DNA avslöjar mammutens släktträd

En ny studie avslöjar sedan länge förlorad genetisk mångfald hos mammuten. Studien sträcker sig över en miljon år och ger viktiga insikter i mammutens evolutionära historia.

I en ny studie har forskare extraherat och analyserat mitokondriens arvsmassa (mitokondrie-DNA) från 34 mammutar. Studien omfattar prover från elva mammutar som levde under de geologiska perioderna tidig- och mellan-pleistocen, som varade från 1,3 miljoner till för 125 000 år sedan. Resultaten, som publiceras i Molecular Biology and Evolution, kastar nytt ljus över mammutarnas evolutionära historia och visar hur förhistoriskt DNA kan användas för att studera genetisk mångfald.

– Våra analyser ger en fantastisk inblick i hur förhistoriska förändringar i populationsstorlek har format den genetiska mångfalden hos mammutar, säger Camilo Chacón-Duque, huvudförfattare till studien samt forskare vid Zoologiska institutionen, Stockholms universitet, och Centrum för paleogenetik.

En miljon år av mammutevolution
Det mesta av dagens biologiska mångfald har utvecklats de senaste 2,5 miljoner åren. För att förstå de evolutionära processer som format denna mångfald krävs tillgång till genetisk information under hela denna tidsperiod. Hittills har mycket få DNA-prover återfunnits som bevarats längre än 100 000 år. När forskarna nu kunnat studera DNA från mer än en miljon år gamla mammutprover innebär detta värdefulla data som kan bidra till att förstå mammutens evolutionära historia.

Genom att jämföra mitokondrie-DNA från dessa urgamla prover med drygt 200 tidigare analyserade mammutar har forskarna upptäckt att de händelser som lett till att mammutars arvsmassa diversifierats (i form av så kallade evolutionära linjer) verkar sammanfalla med tidigare förändringar i klimatet som forskarna tror påverkat mammutens utbredning och populationsstorlek. De nya resultaten stödjer även teorin om att det mesta av mammutens diversitet utvecklats i Sibirien.

Viktigt bidrag till evolutionsbiologin
Studien ökar inte bara vår förståelse av mammutarnas evolution utan bidrar också till det bredare fältet av forskning om förhistoriskt DNA. Forskarna bakom studien utvecklade och tillämpade en metod för datering av fossil med hjälp av den molekylära klockan, vilket är av stor betydelse prover som är äldre än 50 000 år och därmed inte kan dateras med kol-14-metoden. Detta metodmässiga framsteg ger nya möjligheter för framtida forskning om både utdöda och nu levande arters evolution.

– Resultaten bygger vidare på vår tidigare forskning om mammutens evolution. Jag är mycket glad över att vi nu har genetiska data från så många fler mammutprover, och från en period som sträcker sig drygt en miljon år tillbaka i tiden. Detta hjälper oss att förstå hur mammutarnas genetiska mångfald har förändrats över tid, säger professor Love Dalén vid Stockholms universitet och Centrum för paleogenetik*.

Läs artikeln i Molecular Biology and Evolution https://doi.org/10.1093/molbev/msaf065

*Centrum för paleogenetik är ett samarbete mellan Stockholms universitet och Naturhistoriska riksmuseet.
Läs mer om Centrum för paleogenetik

Studien i korthet

• Studien omfattar mitokondrie-DNA från 34 nyligen sekvenserade mammutar, varav elva är över 100 000 år gamla. Detta mer än tredubblar antalet DNA-prover från mammutar som levde innan senaste istiden.
• Forskarlaget har identifierat och analyserat den äldsta kända ullhåriga mammuten i Nordamerika, från en tand som hittades i Old Crow River i kanadensiska Yukonterritoriet och som daterades till en ålder av mer än 200 000 år.
• Resultaten i studien bygger vidare på tidigare forskning vid Centrum för paleogenetik (van der Valk et al., 2021) och visar att de mammutar som levde för cirka en miljon år sedan var genetiskt annorlunda än den efterföljande ullhåriga mammuten.
• Studien förfinar DNA-baserade metoder för att uppskatta åldern på förhistoriska fossil, vilket banar väg för mer exakta studier av arters evolution.

Kontakt:
J Camilo Chacón-Duque, forskare vid Zoologiska institutionen, Stockholms universitet och Centrum för paleogenetik
Telefon: 076 1129754 E-post: camilo.chacon-duque@su.se

Love Dalén, professor vid Zoologiska institutionen, Stockholms universitet och Centrum för paleogenetik
Telefon: 070 7772794 E-post: love.dalen@zoologi.su.se