Starověcí sloni a mastodonti zcela propadli mezidruhovému vykostění

Historie slonů – od gigantických vlnitých mamutů až po moderní pachydermy obývající lesy – je složitější, než jsme si mysleli. Analýza genomů moderních a starověkých slonů ukazuje, že křížení a hybridizace byly důležitým aspektem evoluce slonů.

Nový výzkum publikovaný dnes v Proceedings of the National Academy of Sciences ukazuje, že dávní sloni byli do značné míry produktem křížení mezi druhy. Sloni – jak ti z dávné minulosti, tak ti žijící dnes – byli formováni touto praxí křížení, ale není to něco, čemu by se zbývající dva druhy slonů již věnovaly.

Křížení mezi blízce příbuznými druhy savců je poměrně běžné. Dobrými příklady jsou dnes medvěd hnědý a medvěd lední, orangutan sumaterský a orangutan bornejský nebo šakal zlatý a vlk šedý. Evoluce odvádí docela dobrou práci při vytváření nových výhodných znaků pomocí náhodných mutací, ale není nic lepšího než křížení, kdy se mísí znaky dvou různých druhů. Naši dávní předkové se křížili také, například anatomicky moderní lidé se křížili s neandrtálci a denisovany. Svým způsobem jsme tedy také jakýmsi hybridním druhem.

Sloni, jak upozorňuje nová studie, mají podobnou minulost – i když v míře, která nebyla dříve doceněna.

„Křížení může pomoci vysvětlit, proč byli mamuti tak úspěšní v tak rozmanitých prostředích a po tak dlouhou dobu, uvedl v prohlášení Hendrik Poinar, evoluční genetik z McMaster University a spoluautor studie. „Důležité je, že tato genomická data nám také říkají, že biologie je neuspořádaná a že evoluce neprobíhá organizovaně a lineárně.“

Vedoucí autorka studie Eleftheria Palkopoulou z Harvard Medical School spolu s kolegy z McMaster, Broad Institute of MIT and Harvard, Uppsala University a University of Potsdam sekvenovala 14 genomů několika žijících i vyhynulých druhů slonů, včetně několika genomů mamuta vlnkovaného, genomu mamuta kolumbijského (což je vědecké prvenství), několika genomů slona asijského, dvojice genomů slona afrického pralesního, dvou genomů slona rovnokrkého, dvou genomů slona afrického savanového a překvapivě i několika genomů mastodonta amerického (který technicky vzato není slonem). Je neuvěřitelné, že vědci dokázali vytvořit vysoce kvalitní genomy ze vzorků, které nebyly zmraženy a jsou staré více než 100 000 let; genové sekvence byly získány z kousků kostí a zubů nalezených v dobře zachovalých ostatcích.

„Kombinovaná analýza celogenomových dat ze všech těchto dávných slonů a mastodontů poodhrnula oponu nad historií sloních populací a odhalila složitost, kterou jsme si dříve jednoduše neuvědomovali,“ řekl Poinar.

Vědci se například dozvěděli, že starověký slon rovnokrký – vyhynulý druh, který dupal po Evropě před 780 000 až 50 000 lety – byl hybridním druhem, přičemž části jeho DNA byly podobné starověkému slonu africkému, mamutovi srstnatému a slonům pralesním, z nichž poslední žijí dodnes. Odhalili také další důkazy podporující domněnku, že se dva druhy mamutů – mamut kolumbijský a mamut vlnitý – křížily. Tuto myšlenku poprvé vyslovil Poinar v roce 2011. Navzdory rozdílným biotopům a velikostem se tito tvorové pravděpodobně střetávali poblíž hranic ledovců a v mírnějších oblastech Severní Ameriky. Ve skutečnosti by nemělo být překvapením, že na sebe tito dávní sloni často naráželi; mamuti měli po určitou dobu teritorium, které sahalo od dnešního Portugalska a Španělska až po východní pobřeží USA.

Vědci také zjistili, že dva dosud žijící druhy slonů, lesní a savanový, se oddělily od společného předka asi před 2 až 5 miliony let, ale posledních 500 000 let žily v téměř úplné izolaci. Přestože žijí v sousedních biotopech, tito sloni se neradi mísí.

„Z pozorování lidé věděli, že savanoví a lesní sloni se příliš nekříží. A když ano, potomci nepřežívali dobře,“ uvedla pro Gizmodo Rebekah Rogersová, evoluční genetička z Berkeley, která se na nové studii nepodílela. „Tato práce nám říká, že se sloni za našimi zády nekradli ani si nepředávali geny v nižší míře. Genetika naznačuje, že míra úspěšného křížení byla velmi nízká.“

Rogers řekl, že článek nám také říká, že to, co považujeme za velké fyzické odlišnosti, nemusí být pro slony tak významné rozdíly.

„Když se podíváme na mamuty ve srovnání se slony, okamžitě si všimneme jejich srsti, hrbu a rozdílů v jejich oběhovém systému,“ řekla. „Tato práce naznačuje, že můžeme vidět, že se křížili úspěšněji než sloni africké savany a sloni pralesní, kteří nám připadají tak podobní.“

Rogersovou obzvlášť těší, že se vědcům podařilo získat údaje o genetické sekvenci slona z Bornea. Jedná se o velmi malé populace, které jsou již delší dobu izolované, a výsledky nové studie odpovídají této skutečnosti tím, že odhalují jejich velmi nízkou genetickou rozmanitost.

„Je to docela skvělá studie,“ řekl serveru Gizmodo Vincent J. Lynch, evoluční genetik z Chicagské univerzity, který se na výzkumu nepodílel. „Práce je dobrá a nevidím v ní žádná závažná omezení nebo výhrady. Fylogeneze, kterou uvádějí, je dobře podložená.“

Pro Lynche bylo nejpřekvapivějším aspektem studie to, k jak velkému křížení předků v historii slonů docházelo, zejména mezi rovnokrkými a vlnitými mamuty. Nová studie je podle něj také skvělým příkladem otevřené vědy.

„Genom slona afrického byl zveřejněn v roce 2005 a formálně je publikován až s touto prací,“ řekl pro Gizmodo. „To je 13 let, během nichž jsme my i další lidé mohli genom slona afrického využívat ve vlastním výzkumu. Staré způsoby by tento genom držely za zavřenými dveřmi a přístup k němu by mělo jen pár vyvolených. Zveřejněním genomu v roce 2005 dává komunitě šanci posunout vědu kupředu, zatímco tito autoři odvedou těžkou práci při sekvenování všech těchto dalších sloních genomů pro jejich studium.“

Pohledem do budoucna by vědci rádi prozkoumali, jak (a zda) mohlo být pro evoluci slonů výhodné prolínání genetických znaků, například zvýšená tolerance k vřesovištím a klimatickým změnám.

.