قام الباحثون بتسلسل أقدم حمض نووي معروف في العالم. باستخدام مواد من العصور الفرعية المبكرة والوسطى من عصر البليستوسين ، فإن تحليل الحمض النووي القديم يحطم الرقم القياسي لأقدم الحمض النووي المتسلسل في العالم. تأتي من بقايا الماموث التي تم اكتشافها في التربة الصقيعية في سيبيريا وتثبت أنه في ظل الظروف المناسبة الحمض النووي القديم علبة البقاء على قيد الحياة أكثر من مليون سنة.
لكن تحليل هذا الحمض النووي القديم جدًا يعتمد على وجود الباحثين التكنولوجيا المناسبة جدا. لحسن الحظ ، كان فريقًا دوليًا بقيادة باحثين في مركز علم الوراثة القديمة في ستوكهولم بالسويد قد توفرت لهم تكنولوجيا التسلسل المتقدمة والمعلوماتية الحيوية. أ طبيعة سجية تقرير أخبار بالنسبة للورقة الجديدة ، فإن الباحثين دفعوا التكنولوجيا الحالية إلى حدودها تقريبًا لتمكين استخراج خيوط الحمض النووي القديمة من أسنان الماموث التي تم حفظها في الجليد السرمدي السيبيري . مؤلف رئيسي لدراسة الطبيعة ، لوف دالين ، أستاذ علم الوراثة التطوري في مركز علم الوراثة القديمة ، ملاحظات أن الفريق العلمي كان محظوظاً قائلاً:
“ليس الأمر كما لو أن كل شيء موجود في التربة الصقيعية يعمل دائمًا. الغالبية العظمى من العينات لديها حمض نووي هراء “.
كيف حطم الحمض النووي للماموث القديم السجلات
هذا الاكتشاف مذهل حقًا لأنه بعد موت الكائن الحي ، تصبح كروموسوماته تدريجياً أصغر وأصغر ، وفي معظم الحالات ، أصبحت خيوط الحمض النووي القديمة جدًا صغيرة جدًا لدرجة أنها فقدت كل محتواها المعلوماتي. لكن مقال جديد نشر في المجلة طبيعة سجية يوضح أن الفريق قد تمكن من الحصول على 49 مليون زوج أساسي من الحمض النووي من سن عمره 1.65 مليون عام تم العثور عليه بالقرب من قرية تسمى Krestovka (أطلق على السن أيضًا اسم Krestovka). كما استخرجوا 884 مليون زوج أساسي من الحمض النووي القديم من سن عمره 1.3 مليون عام يشيرون إليه باسم Adycha و 3.7 مليار زوج قاعدي من الحمض النووي من 600000 عام. ماموث صوفي لقد أطلقوا عليها اسم Chukochya. تم اكتشاف بقايا الماموث الثلاثة في السبعينيات وهي جزء من مجموعة الأكاديمية الروسية للعلوم في موسكو.
Love Dalén والمؤلفة الرئيسية المشاركة Patrícia Pečnerová مع ناب عملاق في جزيرة Wrangel. (الائتمان: جليب دانيلوف)
ال طبيعة سجية يوضح تقرير إخباري أن دراسة الحمض النووي العملاقة القديمة لم تكشف عن أقدم المعلومات الجزيئية الحيوية من السجل الأحفوري – هذا البروتين تسلسل في عام 2016 من 3.8 مليون عام قشر بيض النعام من تنزانيا. في المرتبة الثانية ، يوجد تسلسل بروتيني من سن وحيد القرن يبلغ من العمر 1.77 مليون عام من جورجيا ، والذي تم تحليله في عام 2019. ومع ذلك ، في حين أن البروتين أكثر صلابة ويمكنه البقاء على قيد الحياة في الحفريات القديمة للغاية من أماكن خالية من التربة الصقيعية ، فهو ليس كذلك مفيد كالحمض النووي للباحثين الذين يرغبون في دراسة أصل الكائن الحي.
هذا فقط أحد الأسباب التي تجعل دراسة DNA الماموث مهمة جدًا – فهي تحتوي على معلومات وراثية لم تكن متوفرة في عينات البروتين القديمة.
السبب الثاني وراء احتلال الدراسة عناوين الصحف هو أنها تغلبت على الحمض النووي القديم من جينوم يتراوح عمره بين 560.000 و 780.000 عام وُجد في إقليم يوكون كندا لأقدم تسلسل الحمض النووي القديم. قال دالين ، وهو يضع عمر عينات الماموث في السياق:
“هذا الحمض النووي قديم بشكل لا يصدق. العينات أقدم بألف مرة من بقايا الفايكنج ، وحتى قبل وجود البشر و إنسان نياندرتال. “
أول مثال على الانتواع الهجين في الحمض النووي القديم
عززت الدراسة الجديدة أيضًا قدرة الباحثين على تتبع العملية التطورية للانتواع – تشكيل أنواع جديدة ومتميزة. أ طبيعة سجية ينص بيان صحفي على أن هذه العملية تحدث عمومًا “عبر فترات زمنية يعتقد أنها تتجاوز حدود أبحاث الحمض النووي”.
ناب من حيوان ماموث صوفي تم اكتشافه في سرير كريك بجزيرة رانجل في عام 2017 (Credit: Love Dalén)
ومع ذلك ، تشير دراسة العلماء للحمض النووي الضخم إلى أنه لم يكن هناك سلالتان مختلفتان من الماموث على قيد الحياة خلال أوائل العصر الجليدي في منطقة شرق سيبيريا الآن. يُعتقد أن أديتشا وتشوكوتشيا أعضاء في نوع أنتج الماموث الصوفي ، ولكن يبدو أن كريستوفكا أتى من سلالة ماموث غير معروفة ، وربما جديدة تمامًا. يشرح توم فان دير فالك ، المؤلف الرئيسي للدراسة وعالم المعلومات الحيوية بجامعة أوبسالا في السويد ، صدمة الباحثين في هذا الاكتشاف:
“كان هذا بمثابة مفاجأة كاملة لنا. أشارت جميع الدراسات السابقة إلى أنه كان هناك نوع واحد فقط من الماموث في سيبيريا في ذلك الوقت ، يسمى الماموث السهوب. لكن تحليلاتنا للحمض النووي تظهر الآن أن هناك سلالتين وراثيتين مختلفتين ، والتي نشير إليها هنا باسم الماموث Adycha و Krestovka العملاق. لا يمكننا الجزم بذلك حتى الآن ، لكننا نعتقد أن هذين قد يمثلان نوعين مختلفين “.
يقترح الباحثون في دراستهم أن جينوم Krestovka ربما يكون قد انحرف عن الماموث الآخر بين 2.66 إلى 1.78 مليون سنة مضت. ويعتقدون أيضًا أن سلالة الماموث هذه “كانت سلفًا لأوائل الماموث التي استعمرت أمريكا الشمالية”. يبدو أن أمريكا الشمالية الماموث الكولومبي ( ماموثوس كولومبي ) يمكن تتبع نصف أسلافهم إلى الماموث الصوفي والنصف الآخر إلى سلالة الماموث Krestovka غير المعترف بها سابقًا.
https://www.youtube.com/watch؟v=kDSMxRpBnP0
ال طبيعة سجية يشير تقرير إخباري إلى أن هذا يعني أن الدراسة الجديدة قدمت أيضًا أول دليل على “الانتواع الهجين” – وهو نوع جديد يتشكل من خلال الاختلاط – موجود في الحمض النووي القديم. تقول الكاتبة المشاركة في الدراسة باتريسيا بيزنيروفا ، عالمة الأحياء التطورية في المتحف السويدي للتاريخ الطبيعي ، إن الفريق يعتقد أن “الماموث الكولومبي ، أحد أكثر أنواع العصر الجليدي شهرة في أمريكا الشمالية ، قد تطور من خلال عملية تهجين حدثت تقريبًا قبل 420 ألف سنة “.
إلى أي مدى يمكن أن يذهب الباحثون؟
أخيرًا ، ألهمت دراسة DNA الماموث القديمة دالين لتحليل المزيد من عينات الحيوانات دائمة التجمد التي يعود تاريخها إلى أكثر من مليون عام. التالي على قائمته؟ ثيران المسك ، موس ، و القوارض. لكن أستاذ علم الوراثة التطوري يعرف أن هناك حدًا للعمر لن يكون قادرًا على تجاوزه عند تحليل الحمض النووي القديم – 2.6 مليون سنة – “هذا هو حد دائمة التجمد. قبل ذلك ، كان الجو دافئًا جدًا “.
ناب الماموث الصوفي يخرج من التربة الصقيعية في وسط جزيرة رانجيل ، الواقعة في شمال شرق سيبيريا. (الائتمان: لوف دالين)
الصورة العلوية: يمثل الرسم التوضيحي إعادة بناء لسهوب الماموث التي سبقت الماموث الصوفي ، بناءً على المعرفة الجينية التي لدينا الآن من الماموث Adycha. المصدر: Beth Zaiken / مركز علم الوراثة القديمة
بقلم أليسيا ماكديرموت
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”