(Mark Garlick/Science Photo Library) Vor viertausend Jahren lebten die letzten Wollhaarmammuts still und leise starben auf ihrer letzten Bastion - die isolierte Wrangel-Insel nördlich von Russland in der gefrorenen Arktis. Ihr Tod war plötzlich und seltsam; Jetzt deuten neue Beweise darauf hin, dass die Mammuts selbst teilweise für ihren eigenen Untergang verantwortlich sind.
Insbesondere die Mammuts ( Das ursprüngliche Mammut ) litten an genetischen Krankheiten, die wahrscheinlich auf einen Mangel an genetischer Vielfalt zurückzuführen waren. Als ihre Zahl abnahm und der Pool verfügbarer Partner immer kleiner wurde, nahmen schädliche genetische Mutationen zu, was zu einer zunehmend ungesunden Herde führte.
Die Beweise sind überzeugend, da es sich nicht nur um die Genomsequenzierung handelt. Wissenschaftler haben tatsächlich die Gene der Mammuts von toten Tieren gezüchtet und sie im Labor in Elefantenembryozellen eingebracht, um zu sehen, wie gut sie funktionieren.
Die Antwort lautet: Überhaupt nicht gut. Die Gene waren traurige, stolpernde, kaputte Dinge, die wichtige Funktionen wie die männliche Fruchtbarkeit und den Geruchssinn der Mammuts ernsthaft beeinträchtigt haben könnten.
„Die wichtigste Neuerung unserer Arbeit besteht darin, dass wir tatsächlich Gene von Wrangel-Island-Mammuts wiederbeleben, um zu testen, ob ihre Mutationen tatsächlich schädlich waren (die meisten Mutationen bewirken eigentlich gar nichts)“ sagte der Evolutionsbiologe Vincent Lynch der Universität in Buffalo.
„Abgesehen davon, dass es sich bei den letzten Mammuts wahrscheinlich um eine ungesunde Population handelte, ist es eine warnende Geschichte für lebende Arten, die vom Aussterben bedroht sind: Wenn ihre Populationen klein bleiben, können auch sie schädliche Mutationen anhäufen, die zu ihrem Aussterben beitragen können.“
Der Tod des Mammuts auf Wrangel Island war Gegenstand zahlreicher Studien. Letztes Jahr, Isotopenanalyse der Knochen und Zähne der Tiere - die Aufschluss darüber geben kann, was der Verstorbene im Laufe seines Lebens gegessen hat - hat dramatische Veränderungen in der Ernährung der Mammuts zusammengetragen, die auf dramatische Umweltveränderungen hinweisen.
Vor dieser Forschung hatten Wissenschaftler führte eine vollständige Genomsequenzierung durch auf Wrangel Island Wollhaarmammuts zusammen mit früheren, gesünderen Mammutpopulationen. Die Ergebnisse wurden 2017 veröffentlicht; In diesen Genomen fanden die Wissenschaftler „eine Anhäufung schädlicher Mutationen … im Einklang mit dem Zusammenbruch des Genoms“.
Die neue Forschung baut auf diesem Papier aus dem Jahr 2017 auf. „Die Ergebnisse ergänzen sich sehr gut“, sagte Lynch .
„Die Studie aus dem Jahr 2017 geht davon aus, dass Mammuts auf Wrangel Island schädliche Mutationen anhäufen.“ „Wir haben etwas Ähnliches gefunden und diese Vorhersagen überprüft, indem wir mutierte Gene im Labor wiederbelebt haben.“
Lynch und seine Kollegen identifizierten schädliche Mutationen, indem sie das Genom der Mammuts von Wrangel Island mit ihren lebenden Verwandten verglichen – drei asiatischen Elefanten ( Der größte Elefant ).
Sie verglichen es auch mit den Genomen von zwei anderen Mammuts – eines von vor 44.800 Jahren und das andere von vor 20.000 Jahren, als die Populationen groß und gesund waren.
Anhand dieser Vergleiche konnten sie Mutationen identifizieren, die mit Defekten in der Spermienmorphologie zusammenhängen; neurologische Entwicklung; Insulinsignalisierung; und Geruchsrezeptoren.
Dann erweckten sie diese mutierten Gene von den Toten. Sie synthetisierten und klonten die Gene und platzierten sie dann in gentechnisch veränderten Elefantenembryonen in einer Petrischale, damit die Forscher beobachten konnten, wie von den Genen exprimierte Proteine mit anderen Genen und Molekülen interagierten.
„Wir wissen, wie die Gene funktionieren, die für unsere Fähigkeit, Gerüche wahrzunehmen, verantwortlich sind“, Lynch erklärte .
„So können wir die Mammutversion wiederbeleben, Zellen in Kultur dazu bringen, das Mammutgen zu produzieren, und dann testen, ob das Protein in Zellen normal funktioniert.“ Wenn dies nicht der Fall ist – und das war nicht der Fall – können wir daraus schließen, dass es wahrscheinlich bedeutet, dass die Mammuts von Wrangel Island die Blumen, die sie gefressen haben, nicht riechen konnten.“
Die Tiere hatten wahrscheinlich auch eine höhere Rate an männlicher Unfruchtbarkeit Diabetes sowie neurologische Defekte. Aber es ist auch wichtig anzumerken, dass dies nicht der einzige Faktor gewesen wäre, der zum Ende des Wollhaarmammuts beigetragen hätte.
Ihr Untergang begann vor 11.700 Jahren, gegen Ende der letzten Eiszeit. Als sich die Welt erwärmte und sich die Menschen (und ihre Jagd) ausbreiteten, verschwand die Zahl der Mammuts; Vor knapp 10.000 Jahren war die Art aus ihrem ausgedehnten Festlandlebensraum in Eurasien und Nordamerika ausgestorben.
Dieser drastische Rückgang der Anzahl verringerte die genetische Vielfalt, was bedeutete, dass die Tiere in höherem Maße inzuchtten und schlechter in der Lage waren, schlechte Mutationen zu beseitigen. Wir haben dieses Phänomen gesehen mehrmals Nur vor dem Aussterben einer Art , und es zu verstehen ist ein wichtiges Instrument für den Naturschutz .
Für das Mammut ist es natürlich viel zu spät. Aber die vielfältigen Faktoren, die zu seinem einsamen Ende führten, könnten uns lehren, den Tieren, die noch auf unserem Planeten leben, etwas Gutes zu tun.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Genombiologie und Evolution .