Elefantengeschichte durch uralte Genome neu geschrieben

Das Genom eines mysteriösen alten Fossils hat den Stammbaum der Elefanten auf den Kopf gestellt.

Moderne Elefanten werden in drei Arten eingeteilt: den asiatischen Elefanten (Elephas maximus) und zwei afrikanische Elefanten – die Waldbewohner (Loxodonta cyclotis) und die Savannenbewohner (Loxodonta africana). Die Trennung der afrikanischen Elefanten, die ursprünglich als eine einzige Art betrachtet wurden, wurde erst 2010 bestätigt.

Wissenschaftler hatten aufgrund fossiler Belege angenommen, dass ein uralter Vorgänger, der so genannte Elefant mit geradem Stoßzahn (Paleoloxodon antiquus), der bis vor etwa 100.000 Jahren in den europäischen Wäldern lebte, ein naher Verwandter der asiatischen Elefanten war.

Tatsächlich ist diese alte Art am engsten mit den afrikanischen Waldelefanten verwandt, wie eine genetische Analyse jetzt zeigt. Noch überraschender ist, dass die lebenden Waldelefanten im Kongobecken näher mit der ausgestorbenen Art verwandt sind als mit den heutigen afrikanischen Savannenbewohnern. Zusammen mit neu veröffentlichten Genomen alter Mammuts zeigt die Analyse außerdem, dass sich viele verschiedene Elefanten- und Mammutarten in der Vergangenheit miteinander gekreuzt haben.

„Das ist umwerfend“, sagt Tom Gilbert, Evolutionsgenetiker am Naturhistorischen Museum von Dänemark in Kopenhagen. Der Elefant mit geradem Stoßzahn ist selbst unter Experten wenig bekannt, sagt er. „

Love Dalén, Paläogenetikerin am Schwedischen Naturkundemuseum in Stockholm, sagt, dass die Studie den Stammbaum der Elefanten neu ordnen wird. „Im Grunde genommen ist Loxodonta als Gattungsname nicht gültig“, sagt er. Er ist der Meinung, dass Taxonomen möglicherweise neue Namen für die verschiedenen Arten finden müssen, um die Beziehung zwischen Savannen-, Wald- und Elefanten mit geraden Stoßzähnen besser darzustellen.

Die Ergebnisse wurden am 15. September auf dem 7th International Symposium on Biomolecular Archaeology in Oxford, Großbritannien, bekannt gegeben. Ein Team unter der Leitung der Evolutionsgenetikerin Eleftheria Palkopoulou und des Populationsgenetikers David Reich, beide von der Harvard Medical School in Boston, Massachusetts, führte die Studie zusammen mit dem Evolutionsgenetiker Michael Hofreiter von der Universität Potsdam in Deutschland durch. Sie basierte auf den Genomen von zwei 120.000 Jahre alten Elefanten mit geraden Stoßzähnen aus Deutschland.

Antike Kreuzung

Palkopoulou und ihre Kollegen entschlüsselten auch die Genome anderer Tiere, darunter vier Wollmammuts (Mammuthus primigenius) und zum ersten Mal die Ganzgenomsequenzen eines kolumbianischen Mammuts (Mammuthus columbi) aus Nordamerika und zweier nordamerikanischer Mastodons (Mammut americanum).

Die Forscher fanden Hinweise darauf, dass sich viele der verschiedenen Elefanten- und Mammutarten miteinander gekreuzt hatten. Elefanten mit geraden Stoßzähnen paarten sich sowohl mit asiatischen Elefanten als auch mit Wollhaarmammuts. Und auch afrikanische Savannen- und Waldelefanten, von denen bekannt ist, dass sie sich heute kreuzen – Hybride der beiden Arten leben in einigen Teilen der Demokratischen Republik Kongo und anderswo – scheinen sich in der fernen Vergangenheit gekreuzt zu haben. Palkopoulou hofft, herauszufinden, wann diese Kreuzungen stattgefunden haben.

Die Studie ist ein Meilenstein in der Genomik der Antike, so die Wissenschaftler auf der Tagung. Die Elefanten mit geradem Stoßzahn sind zwar nicht die ältesten Genome aus der Antike – dieser Rekord gehört dem Genom eines Pferdeknochens, der zwischen 560.000 und 780.000 Jahre alt ist und in der kanadischen Arktis gefroren gefunden wurde -, aber sie sind die ältesten vollständigen Genome aus einer warmen Umgebung. Die Tatsache, dass das Genom eines Elefanten mit geradem Stoßzahn von so hoher Qualität war – jeder DNA-Buchstabe wurde im Durchschnitt 15 Mal sequenziert – versetzte viele Wissenschaftler in Erstaunen.

„Diese Dinge sind das Reich der Paläontologie“, sagt Gilbert. „

„Niemand hat es zuvor gewagt, an die Sequenzierung von Elefanten mit geradem Stoßzahn zu denken“, sagt Dalén. „Es ist einfach verrückt, so weit in der Zeit zurück zu gehen.“