Historia słonia napisana na nowo przez starożytne genomy

Genom tajemniczej starożytnej skamieliny wstrząsnął drzewem genealogicznym słoni.

Nowoczesne słonie są klasyfikowane do trzech gatunków: słonia azjatyckiego (Elephas maximus) i dwóch słoni afrykańskich – leśnych mieszkańców (Loxodonta cyclotis) i tych, które żyją na sawannie (Loxodonta africana). Podział słoni afrykańskich, pierwotnie uważanych za jeden gatunek, został potwierdzony dopiero w 2010 roku.

Na podstawie dowodów kopalnych naukowcy założyli, że starożytny poprzednik zwany słoniem prostym (Paleoloxodon antiquus), który żył w europejskich lasach do około 100 000 lat temu, był bliskim krewnym słoni azjatyckich.

W rzeczywistości ten starożytny gatunek jest najbardziej zbliżony do afrykańskich słoni leśnych, co teraz ujawnia analiza genetyczna. Jeszcze bardziej zaskakujące jest to, że żyjące słonie leśne w Kotlinie Kongo są bliższymi krewnymi wymarłego gatunku niż dzisiejsze afrykańskie słonie zamieszkujące sawannę. A wraz z nowo ogłoszonymi genomami starożytnych mamutów analiza ujawnia również, że wiele różnych gatunków słoni i mamutów krzyżowało się ze sobą w przeszłości.

„To zaskakujące” – mówi Tom Gilbert, genetyk ewolucyjny z Muzeum Historii Naturalnej Danii w Kopenhadze. Słonie o prostych kłach są mało znane nawet wśród ekspertów, mówi. „A pierwszą rzeczą, jaką o nim słyszymy, jest: oto genom.”

Love Dalén, paleogenetyk w Szwedzkim Muzeum Historii Naturalnej w Sztokholmie, mówi, że badanie wymusi przetasowanie drzewa genealogicznego słoni. „Zasadniczo Loxodonta nie jest ważna jako nazwa rodzajowa” – mówi. Uważa on, że taksonomowie mogą potrzebować wymyślić nowe nazwy dla różnych gatunków, aby lepiej reprezentować związek między słoniami sawannowymi, leśnymi i prostymi kłami.

Wyniki zostały ogłoszone na 7. Międzynarodowym Sympozjum Archeologii Biomolekularnej spotkaniu w Oksfordzie, w Wielkiej Brytanii, w dniu 15 września. Zespół kierowany przez genetyka ewolucyjnego Eleftheria Palkopoulou i genetyka populacyjnego David Reich, zarówno w Harvard Medical School w Bostonie, Massachusetts, wraz z genetykiem ewolucyjnym Michael Hofreiter na Uniwersytecie w Poczdamie w Niemczech, przeprowadził badanie. Opierało się ono na genomach dwóch 120 000-letnich próbek słoni prostych z Niemiec.

Starożytne krzyżowanie

Palkopoulou i jej koledzy ujawnili również genomy innych zwierząt, w tym czterech mamutów wełnistych (Mammuthus primigenius) oraz, po raz pierwszy, sekwencje całogenomowe mamuta kolumbijskiego (Mammuthus columbi) z Ameryki Północnej i dwóch północnoamerykańskich mastodontów (Mammut americanum).

Badacze znaleźli dowody na to, że wiele z różnych gatunków słoni i mamutów krzyżowało się ze sobą. Słonie o prostych kłach kojarzyły się zarówno ze słoniami azjatyckimi, jak i mamutami wełnistymi. A afrykańskie słonie sawannowe i leśne, które są znane z krzyżowania się dzisiaj – mieszańce tych dwóch gatunków żyją w niektórych częściach Demokratycznej Republiki Konga i gdzie indziej – również wydają się krzyżować w odległej przeszłości. Palkopoulou ma nadzieję, że uda się opracować, kiedy te epizody krzyżowania się wydarzyły.

Badanie stanowi kamień milowy w starożytnej genomice, naukowcy na spotkaniu mówią. Słonie z prostymi kłami nie są najstarszymi starożytnymi genomami – ten rekord należy do genomu z kości konia, między 560 000 a 780 000 lat, znalezionego zamrożonego w kanadyjskiej Arktyce – ale reprezentują one najstarsze całe genomy z ciepłego środowiska. Fakt, że jeden z genomów słonia prostoskrzydłego był tak wysokiej jakości – z każdą literą DNA sekwencjonowaną średnio 15 razy – pozostawił wielu naukowców w osłupieniu.

„Te rzeczy są królestwem paleontologii”, mówi Gilbert. „To znak tego, gdzie dziś jesteśmy.”

„Nikt wcześniej nie odważył się pomyśleć o sekwencjonowaniu słoni o prostych kłach”, mówi Dalén. „To po prostu szaleństwo cofać się tak daleko w czasie”

.