Древняя ДНК раскрыла сложную семейную историю мастодонтов и их миграции из-за изменения климата

Бивень мастодонта из карстовой воронки Виндзор возрастом около 178 000 лет, найденный в гипсовой воронке в Новой Шотландии. Автор: Nova Scotia Museum

Анализ древней ДНК останков нескольких мастодонтов, включая тех, что обитали вдоль тихоокеанского и атлантического побережья Северной Америки, показал, что эти гиганты ледникового периода мигрировали на огромные расстояния в ответ на изменение климата и обладали гораздо большим генетическим разнообразием, чем считалось ранее.

В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, учёные из Университета Макмастера и Гарварда представили новые доказательства, которые значительно пересматривают и меняют наше понимание сложной эволюционной истории вида.

Хорошо сохранившиеся окаменелости зубов, бивней и костей возрастом в сотни тысяч лет в сочетании с новыми научными методами позволили исследователям реконструировать геномы из древних, крошечных, деградировавших фрагментов ДНК.

Соавтор исследования Эмиль Карпински изучает древнюю кость в лаборатории древней ДНК Университета Макмастера. Автор: McMaster University

Генетический анализ подтвердил, что тихоокеанские мастодонты принадлежат к очень древней, хорошо укоренившейся и отдельной генетической ветви, чей ареал простирался гораздо дальше, чем считалось ранее — глубоко на тихоокеанский северо-запад, возможно, на юг до Мексики и на север до Альберты.

Интересно, что Альберта, по-видимому, была «горячей точкой», где тихоокеанские и американские мастодонты собирались, расширялись на север и, возможно, скрещивались.

Образцы с восточного побережья и Северного Онтарио выявили две новые и отдельные генетические группы (клады) мастодонтов, живших в одном регионе, но в разное время.

Восточные виды оказались удивительно разнообразными, прибывая отдельными волнами миграции как минимум три раза — эта картина обусловлена повторяющимися циклами потепления климата, приводящими к таянию ледников и открытию новых территорий для расширения на север. Когда климат охлаждался и ледники расширялись, мастодонты отступали на юг или вымирали локально.

Большеберцовая кость мастодонта из Литл-Нэрроуз возрастом примерно 358 000 лет, вероятно, является самым древнейшим мастодонтом, для которого доступны генетические данные. Автор: Nova Scotia Museum

«Эти данные меняют наше представление о регионе, который сегодня известен как Альберта, и о севере в целом: от маргинальной территории кочевников до постоянно занятого миграционного коридора и значимого ландшафта для мастодонтов с возможным скрещиванием», — говорит старший автор и эволюционный генетик Хендрик Пуинар.

Исследователи также выявили загадочную и генетически отличную линию мексиканских мастодонтов, которая, по их мнению, может быть более глубокой ветвью западного вида M. pacificus или, возможно, совершенно новым, третьим видом мастодонтов.

Взрослый мастодонт (Mammut sp.), поедающий еловую ветвь, на фоне, иллюстрирующим их циклические континентальные миграции, связанные с климатическими колебаниями. Автор: Illustration by Kathryn Killackey

Мастодонты были одними из самых крупных наземных животных на Земле во время ледникового периода, обитавшими от Берингии (современные Аляска и Юкон) на восток до Новой Шотландии и на юг до Центральной Мексики.

Эти новые результаты в сочетании с данными, полученными в ходе исследования, проведенного той же группой в 2020 году , создают гораздо более полную картину того, как мастодонты перемещались и развивались по всей Северной Америке, что помогает специалистам по охране природы сегодня подготовиться к постоянному потеплению и миграции арктических и северных видов, говорят исследователи.