Elefantens historia skrivs om med hjälp av gamla genomer

Genomet av ett mystiskt gammalt fossil har skakat om elefantens släktträd.

De moderna elefanterna delas in i tre arter: den asiatiska elefanten (Elephas maximus) och två afrikanska elefanter – de som bor i skogen (Loxodonta cyclotis) och de som lever på savannen (Loxodonta africana). Uppdelningen av de afrikanska elefanterna, som ursprungligen betraktades som en enda art, bekräftades först 2010.

Vetenskapsmännen hade utifrån fossila bevis antagit att en uråldrig föregångare som kallades för elefant med rak tand (Paleoloxodon antiquus), som levde i europeiska skogar fram till för cirka 100 000 år sedan, var en nära släkting till de asiatiska elefanterna.

I själva verket är denna uråldriga art närmast besläktad med de afrikanska skogselefanterna, visar nu en genetisk analys. Ännu mer överraskande är att levande skogselefanter i Kongobäckenet är närmare släkt med den utdöda arten än vad de är med dagens afrikanska savannborrar. Och tillsammans med nyligen tillkännagivna genomer från gamla mammutar visar analysen också att många olika elefant- och mammutarter korsade varandra i det förflutna.

”Det är häpnadsväckande”, säger Tom Gilbert, evolutionär genetiker vid Danmarks naturhistoriska museum i Köpenhamn. Elefanten med raka tänder är föga känd till och med bland experter, säger han. ”Och det första vi hör om den är: här är genomet.”

Love Dalén, paleogenetiker vid Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm, säger att studien kommer att tvinga fram en ommöblering av elefantens släktträd. ”I grund och botten är Loxodonta inte giltigt som släktnamn”, säger han. Han tror att taxonomer kan behöva hitta på nya namn för de olika arterna, för att bättre representera förhållandet mellan savannen, skogen och elefanter med raka tänder.

Resultaten tillkännagavs vid det sjunde internationella symposiet om biomolekylär arkeologi som hölls i Oxford, Storbritannien, den 15 september. Studien genomfördes av ett team som leddes av evolutionsgenetikern Eleftheria Palkopoulou och populationsgenetikern David Reich, båda vid Harvard Medical School i Boston, Massachusetts, tillsammans med evolutionsgenetikern Michael Hofreiter vid universitetet i Potsdam i Tyskland. Den baserades på arvsmassan från två 120 000 år gamla prover av elefanter med rak tand från Tyskland.

Ancient interbreeding

Palkopoulou och hennes kollegor avslöjade också arvsmassan från andra djur, bland annat från fyra ulliga mammutar (Mammuthus primigenius) och, för första gången, sekvenserna av hela arvsmassan från en colombiansk mammut (Mammuthus columbi) från Nordamerika och från två nordamerikanska mastodontdjur (Mammut americanum).

Forskarna fann bevis för att många av de olika elefant- och mammutarterna hade korsat varandra. Elefanter med raka tänder parade sig med både asiatiska elefanter och ulliga mammutar. Och afrikanska savann- och skogselefanter, som är kända för att korsa sig i dag – hybrider av de två arterna lever bland annat i vissa delar av Demokratiska republiken Kongo – verkar också ha korsat sig i ett avlägset förflutet. Palkopoulou hoppas kunna ta reda på när dessa korsningar ägde rum.

Studien är en milstolpe inom forntida genomik, säger forskarna vid mötet. Elefanterna med raka tänder är inte de äldsta forntida genomerna – det rekordet tillhör genomet från ett hästben, mellan 560 000 och 780 000 år gammalt, som hittats fruset i det kanadensiska Arktis – men de representerar de äldsta hela genomerna från en varm miljö. Det faktum att ett av elefantens genom med rak tand var av så hög kvalitet – med varje DNA-bokstav sekvenserad i genomsnitt 15 gånger – lämnade många forskare häpna.

”De här sakerna är paleontologins område”, säger Gilbert. ”Det är ett tecken på var vi befinner oss idag.”

”Ingen hade vågat tänka på att sekvensera elefanter med raka tänder tidigare”, säger Dalén. ”Det är helt enkelt vansinnigt att gå så långt tillbaka i tiden.”