研究者らは、毛むくじゃらの氷河期の旅行者の遺伝学と進化の歴史について新たな洞察を得るために、さまざまな時代のケナガマンモスのゲノムと現代のゾウのゲノムを比較した。とりわけ、遺伝的証拠は、これらの特別な長足類が進化の歴史の過程でどのようにしてより小さな耳、より羊毛の多い毛皮、そしてより多くの免疫力を発達させたかを反映していると科学者らは報告している。
約 2 万年前まで、彼らは北の寒い草原を大きな群れで歩き回っていました。ケナガマンモス (Mammuthus primigenius) は、氷河期の厳しい条件に適応した現代のゾウの親戚でした。彼らは70万年以上前にマンモスグループの他のメンバーから分かれ、特別な特徴を発達させました。永久凍土で見つかった標本からこれらの動物の外観と生態については多くのことがわかっており、科学者たちは一部のマンモスの遺伝子残骸を入手して分析することもできました。しかし、氷河期の象徴的な動物の特徴や発達の歴史については、まだ答えられていない疑問がいくつかあります。
毛むくじゃらの巨人の暗号
「私たちは、何がマンモスをケナガマンモスたらしめているのかを知りたかったのです」と、ストックホルム古遺伝学センターの主著者デイビッド・ディエス・デル・モリーノ氏は言う。 「ケナガマンモスには、厚い毛皮や小さな耳など、非常に特徴的な形態学的特徴がいくつかありますが、分子レベルで発生するため、それほど明白ではない適応も他にもたくさんあります」とディエスデルモリーノ氏は言います。ケナガマンモスで特別な役割を果たした遺伝的形質を特定するには、特別なパターンに注意を払う必要があると研究者らは説明する。強力な発生過程を受けた遺伝子には比較的多くの突然変異がある。彼らを追跡するために、研究チームはシベリアで発見された23頭のケナガマンモスのゲノムを、現在のアジアゾウとアフリカゾウの28ゲノムと比較した。
これまでの研究ではケナガマンモスの1、2匹のみのゲノムを調べたが、多数のマンモスのゲノムを比較したのはこれが初めてであると研究者らは強調している。ゲノムのうち 16 個はこれまで配列決定されていませんでした。しかし、23 番目のケナガマンモスのゲノムが研究の重要な要素でした。それはこの種の非常に初期の代表者、つまり約 70 万年前に生息していた「チュコーチア」と呼ばれる動物から得られたものでした。 「チュコチャゲノムを使用することで、ケナガマンモスという種としての生涯にわたって進化した一連の遺伝子を特定することができました」と古遺伝学センターの上級著者ラブ・ダレン氏は言う。
古代の DNA に反映される進化
研究者らが報告しているように、遺伝子分析の結果、ケナガマンモスで顕著な適応を示す多くの遺伝子が寒冷環境での生活に関連していることが判明した。興味深いことに、同様の遺伝形質は、血縁関係のない現代の北極の哺乳類にも見られます。「我々は、トナカイやホッキョクグマなどの他の北極の種にも見られる、脂肪の代謝と貯蔵に関連する遺伝的適応をいくつか発見しました。つまり、『おそらく、寒冷地に適応した哺乳類におけるこれらの遺伝子の同時進化です」とディエスデルモリーノ氏は言う。
ケナガマンモスの進化の歴史における変化に関する限り、70万年前の初期標本「チュコーチア」は原理的にはすでにこの種の典型的な特徴を備えていたことが明らかになった。このシステムはおそらく、ケナガマンモスが以前に分岐したステップマンモスにすでに存在していたと考えられます。しかし、遺伝的比較からわかるように、チュコチャの子孫の遺伝的発達はさらに進んでいます。これは特に、耳の発達と毛皮の遺伝的基盤に反映されています。「最初のケナガマンモスはまだ完全に発達していませんでした」とダレン氏は言います。 「彼らはさらに大きな耳を持っていた可能性があり、彼らの毛は異なっていました。おそらく、後のケナガマンモスの毛よりも断熱性が低く、ふわふわしていたのでしょう。」
研究者らは、免疫系の発達に関連する遺伝的証拠も存在すると報告している。後のケナガマンモスには、祖先にはまだ存在していなかった免疫細胞の特性に関連する遺伝子構造にいくつかの変異があった。研究者らは、これにより、ある時点で長鼻類を苦しめた特定のウイルス病原体に対する耐性が向上したのではないかと考えている。
研究チームは現在、マンモスの遺伝学的特徴と歴史の痕跡を調査し続けたいと考えている。彼らによれば、一面として、これまでのところシベリア産のケナガマンモスしか調査していないということがある。しかし、この動物はかつて北米にも生息していました。しかし、これらの代表者は特別だった可能性があります。「北アメリカのケナガマンモスは、非ケナガマンモスの遺伝子も持っていた可能性があります。 「したがって、将来これらの動物を研究に含めたい場合は、これを考慮する必要があります」とダレン氏は言います。
出典: Cell Press、専門記事: Current Biology、doi: 10.1016/j.cub.2023.03.084
