ينتمي أقدم تسلسل DNA إلى ماموث غامض عمره مليون عام

بالعربي/كشف الحمض النووي لثلاثة حيوانات ماموث مختلفة أسرار العصر الجليدي.

توصلت دراسة جديدة إلى أن أقدم حمض نووي تم فك تشفيره على الإطلاق ينتمي إلى ماموث من سلالة غامضة لم تكن معروفة من قبل ، والتي عاشت منذ حوالي 1.2 مليون سنة. 

في السابق ، جاء أقدم جينوم متسلسل معروف من حصان عاش قبل 780 ألف عام ، في ما يُعرف الآن بإقليم يوكون الكندي. قال كبير الباحثين في الدراسة لوف دالين ، أستاذ علم الوراثة التطورية في مركز علم الوراثة القديمة في ستوكهولم ، في مؤتمر صحفي يوم الثلاثاء (16 فبراير) ، إن الاكتشاف الضخم الآن ، “بهامش واسع ، أقدم حمض نووي تم استرداده على الإطلاق” ). 

تم اكتشاف بقايا الماموث الغامض بالقرب من نهر كريستوفكا في سيبيريا (الذي يحمل الآن اسم الماموث). بعد دراسة الحمض النووي القديم ، جنبًا إلى جنب مع الجينوم المتسلسل حديثًا لاثنين من الماموث – ماموث صوفي عمره حوالي 700000 عام ( Mammuthus primigenius ) وسلف ماموث صوفي عمره حوالي مليون عام – توصل العلماء إلى اكتشاف مفاجئ: Woolly تزاوج الماموث مع عملاق من خط Krestovka الغامض منذ حوالي 420،000 عام ، مما أدى إلى ماموث هجين نعرفه اليوم باسم الماموث الكولومبي ( Mammuthus columbi ). 

وجد الباحثون أن سلالة الماموث Krestovka قد هاجرت من سيبيريا إلى أمريكا الشمالية ، عابرة الجسر البري لمضيق بيرينغ ، منذ حوالي 1.5 مليون سنة. تشير الأدلة الأحفورية إلى أن الماموث الصوفي عبر أكثر من 100000 عام ، لكن الباحثين يقولون إنه كان من الممكن أن يكون قد جاء قبل ذلك ، ربما منذ 500000 إلى 400000 عام.

من غير المعروف مكان حدوث التهجين ، ولكن عندما التقيا ، “تهجين هاتان السلالتان وشكلتا ما نسميه الآن الماموث الكولومبي” ، وفقًا للباحث الرئيسي توم فان دير فالك ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في المتحف السويدي للتاريخ الطبيعي ومركز علم الوراثة القديمة ، قال في المؤتمر الصحفي.

قال دانييل فيشر ، الأستاذ والقيم في متحف علم الأحافير بجامعة ميتشيغان ، والذي لم يشارك في الدراسة ، إن الاكتشاف الجيني لأصول الماموث الكولومبي أمر رائع. قال فيشر لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: “لقد تم بالتأكيد اقتراح الأصول الهجينة للأنواع الجديدة من قبل ، لكن حالات قليلة وضعت هذه الظاهرة في سياق تاريخي وجغرافي وتطوري واضح”. الصورة 1 من 4

مشروع صوفي

عندما بدأ الباحثون المشروع ، كانوا يأملون في التعرف على تطور الماموث الصوفي – قال دالين: “كان هدفنا الرئيسي استعادة الجينوم من قبل وبعد منشأ الماموث الصوفي”. اختاروا دراسة ثلاثة من الماموث تم العثور على بقاياها في شمال شرق سيبيريا من قبل عالم الحفريات الروسي الراحل أندريه شير في السبعينيات. وشملت هذه واحدة من أقدم الماموث الصوفي المسجلة ، وهو حيوان باتشيديرم عمره 700000 عام يُلقب بـ Chukochya ، وسلف الماموث الصوفي ، المسمى Adycha ، والذي بدا مثل ماموث السهوب الأوروبي ( Mammuthus trogontherii ) ، وهو سلف مباشر للماموث الصوفي. 

كان الماموث الثالث ، Krestovka ، يشبه إلى حد ما ماموث السهوب ، على الرغم من اختلافه عن هذا النسب منذ أكثر من مليوني سنة. لذلك ، على الرغم من التطور على سلالات مختلفة تمامًا لأكثر من مليون عام ، إلا أن الماموث من سلالات الماموث الصوفي وخطوط Krestovka كان لا يزال قادرًا على التزاوج ، كما وجد الباحثون. الإعلانات

قال روس ماكفي ، كبير أمناء الفقاريات: “يبدو أن تهجين السلالات التي تم فصلها لفترة طويلة ، في حدود مليون سنة ، [كانت] تتحد معًا وتنتج بنجاح نوعًا جديدًا على ما يبدو ، وهو أمر مذهل حقًا”. علم الحيوان في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في مدينة نيويورك ، والذي لم يشارك في الدراسة. 

من خلال دراسة جينات الماموث الصوفي ، توصل الباحثون إلى اكتشاف آخر: “العديد من التكيفات التي نعرف أن الماموث الصوفي بها ، مثل التنظيم الحراري ، والتغيرات في إيقاعها اليومي ، ورواسب الدهون ونمو الشعر كانت موجودة بالفعل في الماموث السهوب ،” فان دير قال فالك. بعبارة أخرى ، لم يتطور الماموث الصوفي ليتكيف مع البرد. بدلاً من ذلك ، كان لدى سابقتها بالفعل ، مما يعني أن هذه التكيفات من المحتمل أن تظهر ببطء بمرور الوقت ، بدلاً من ظهورها بسرعة تحت ضغوط انتقائية. ومع ذلك ، استمر الماموث الصوفي في التطور. وجد الباحثون أن الماموث الصوفي الذي عاش بالقرب من الانقراض كان لديه عدد أكبر من المتغيرات الجينية المرتبطة باستشعار درجة الحرارة أكثر من الماموث الصوفي السابق.

كيف فعلوا ذلك

يبدأ الحمض النووي في التدهور في اللحظة التي يموت فيها حيوان ، فكيف قام فريق العلماء الدولي بتجميع هذه الجينومات الثلاثة العملاقة معًا؟ لقد قاموا بالفعل بتعيين جينوم فيل السافانا الأفريقي ( Loxodonta africana ) وجينوم الميتوكوندريا (DNA الموروث من خلال خط الأم) للفيل الآسيوي ( Elephas maximus ). كانت هذه الجينومات التي تم تسلسلها سابقًا مثل الصورة الموجودة على صندوق أحجية ؛ تعتبر الأفيال من أقارب الماموث ، لذا فإن بياناتها الجينية كانت بمثابة مرجع مفيد لجينومات الماموث.  الإعلانات

كانت الأجزاء الصغيرة من الحمض النووي القديم ، التي استخرجها الفريق من ضرس الماموث ، هي قطع اللغز. على الرغم من أن التربة الصقيعية الباردة في سيبيريا ساعدت في الحفاظ على الحمض النووي للماموث ، إلا أن البكتيريا والعناصر المهينة الأخرى مثل الإنزيمات قد كسرت هذا الحمض النووي إلى أجزاء صغيرة ، بعضها يصل إلى 35 زوجًا قاعديًا ، وهي “الحروف” التي تشكل الحمض النووي. باستخدام خوارزمية ، تخلص الباحثون من الحمض النووي الغريب الذي لوث عينات الماموث ، بما في ذلك الحمض النووي من الميكروبات. وتخلصوا أيضًا من أي قطع ألغاز غير مؤكدة من الحمض النووي يبدو أنها تتلاءم مع جينوم الماموث ، ولكن يمكن أن تكون قد أتت من حيوانات أخرى قد تلوثت العينات.

بعد أن قامت الخوارزمية بتحليل المليارات والمليارات من قطع ألغاز الحمض النووي ، كان لدى الباحثين جينومات الماموث ، بعضها أكثر اكتمالا من البعض الآخر. الماموث البالغ من العمر 1.2 مليون عام ، Krestovka كان الأقل اكتمالًا بحوالي 49 مليون زوج قاعدي ، “وهو جزء صغير نسبيًا من الجينوم ، لكنه لا يزال أكثر من كافٍ لوضع الجينوم بثقة على شجرة [العائلة] قال فان دير فالك.

كان لدى الماموث السهوب البالغ من العمر مليون عام ، أديتشا ، حوالي 884 مليون زوج قاعدي ، أو 25٪ إلى 30٪ من جينومه المكتمل. وقال فان دير فالك إن الماموث الصوفي البالغ من العمر 700000 عام ، تشوكوتشيا ، لديه حوالي 3.6 مليار زوج أساسي ، أو 70٪ إلى 80٪ من تسلسل الجينوم الخاص به. في غضون ذلك ، كان الفريق قادرًا على إعادة تجميع جينومات الميتوكوندريا تمامًا لكل ماموث. 

كان الحمض النووي للميتوكوندريا أمرًا أساسيًا ، لأن الباحثين يعرفون المعدل الذي تحدث به الطفرات الجينية للميتوكوندريا ، مما ساعدهم في تحديد تاريخ العينات. قام الفريق أيضًا بتأريخ الماموث استنادًا إلى البيانات الجيولوجية ، مثل الرسم الطبقي الحيوي (يؤرخ العينات بناءً على أعمار الأحافير المجاورة والتكوينات الجيولوجية) والمغناطيسية القديمة (التوقيعات التي خلفها المجال المغناطيسي المتغير للأرض في العينات).

إذن ، إلى متى يمكن أن يبقى الحمض النووي القديم على قيد الحياة؟ يعتقد العلماء أنه من الممكن استرجاع الجينوم الأقدم. يقول الباحث المشارك أندرس غوثرستروم ، الأستاذ في علم الآثار الجزيئية وقائد الأبحاث المشتركة في مركز علم الوراثة القديمة ، قال في بيان. “قبل ذلك ، لم يكن هناك أي أرض دائمة التجمد حيث كان من الممكن الحفاظ على الحمض النووي القديم.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com