Norsujen historia – jättimäisistä villamammuteista aina nykyaikaisiin metsässä eläviin paksyydermeihin – on monimutkaisempi kuin luulimme. Nykyaikaisten ja muinaisten norsujen genomien analyysi osoittaa, että risteytyminen ja hybridisaatio oli tärkeä osa norsujen evoluutiota.
Tämä selain ei tue videoelementtiä.
Tänään Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä julkaistu uusi tutkimus osoittaa, että muinaiset elefantit olivat hyvin pitkälti lajien välisen risteytymisen tuote. Sekä muinaiset että nykyään elävät norsut ovat muovautuneet tämän parittelukäytännön vaikutuksesta, mutta kaksi jäljellä olevaa norsulajia ei enää harrasta sitä.
Lähisukulaisten nisäkäslajien välinen risteytyminen on melko yleistä. Hyviä esimerkkejä ovat nykyään ruskeakarhut ja jääkarhut, Sumatran ja Borneon orangit sekä Euraasian kultasakaalit ja harmaasudet. Evoluutio tekee melko hyvää työtä uusien edullisten ominaisuuksien luomisessa satunnaisen mutaation avulla, mutta mikään ei ole aivan samanlaista kuin risteytyminen, jossa kahden eri lajin ominaisuudet sekoittuvat keskenään. Itse asiassa myös muinaiset esi-isämme harrastivat risteytymistä, ja anatomisesti nykyihmiset harrastivat seksiä neandertalilaisten ja denisovalaisten kanssa. Olemme siis tavallaan myös eräänlainen hybridilaji.
Mainos
Elefanttien menneisyys on samankaltainen – vaikkakin laajuudessa, jota ei ole aiemmin arvostettu, kuten uusi tutkimus osoittaa.
”Risteytyminen voi auttaa selittämään, miksi mammutit menestyivät niin hyvin erilaisissa ympäristöissä ja niin pitkään”, sanoi McMasterin yliopiston evoluutiogenetikko ja tutkimuksen toinen kirjoittaja Hendrik Poinar lausunnossaan. ”Tärkeää on myös se, että tämä genomitieto kertoo meille, että biologia on sotkuista ja että evoluutio ei tapahdu järjestäytyneesti ja lineaarisesti.”
Mainos
Tutkimusta varten pääkirjoittaja Eleftheria Palkopoulou Harvardin lääketieteellisestä tiedekunnasta sekvensoi yhdessä McMasterin, MIT:n ja Harvardin Broad-instituutin, Uppsalan yliopiston ja Potsdamin yliopiston kollegoiden kanssa 14 genomia useista elossa olevista ja sukupuuttoon kuolleista norsulajeista, mukaan lukien useiden villamammuttien genomit, kolumbian mammutin genomi (tieteellinen ensiesimerkki), useiden aasialaisnorsujen genomit, pari afrikkalaisen metsänorsun genomia, kaksi suorahampaisen norsun genomia, kaksi afrikkalaisen savanninnorsun genomia ja hämmästyttävästi pari amerikanmastodonin genomia (jotka eivät teknisesti ottaen ole norsuja). Uskomatonta kyllä, tutkijat pystyivät tuottamaan korkealaatuisia genomeja näytteistä, joita ei ole pakastettu ja jotka ovat yli 100 000 vuotta vanhoja; geenisekvenssit poimittiin hyvin säilyneistä jäänteistä löytyneistä luunpalasista ja hampaista.
mainos
”Kaikilta näiltä muinaisnorsuilta ja mastodonteilta saatujen koko genomin kattavien tietojen yhdistetty analyysi on nostanut norsupopulaatioiden historian esirippua, ja se on paljastanut monimutkaisuutta, josta emme yksinkertaisesti olleet aiemmin tietoisia”, Poinar sanoo.
Tutkijat saivat esimerkiksi selville, että muinainen suorahampainen norsu – sukupuuttoon kuollut laji, joka polki ympäri Eurooppaa 780 000-50 000 vuotta sitten – oli risteymälaji, jonka DNA:n osat olivat samankaltaisia muinaisen afrikkalaisen norsun, villamammutin ja metsänorsujen kanssa, joista jälkimmäisiä on yhä olemassa. He löysivät myös lisätodisteita, jotka tukevat väitettä, jonka mukaan kaksi mammuttilajia – kolumbialainen ja villamammutti – risteytyivät keskenään. Poinar esitti tämän ajatuksen ensimmäisen kerran vuonna 2011. Erilaisista elinympäristöistään ja kooistaan huolimatta nämä olennot törmäsivät todennäköisesti toisiinsa lähellä jääkausien rajoja ja Pohjois-Amerikan lauhkeammilla alueilla. Itse asiassa ei pitäisi tulla yllätyksenä, että nämä muinaiset norsut törmäsivät usein toisiinsa; mammutilla oli aikoinaan reviiri, joka ulottui nykyisestä Portugalista ja Espanjasta aina Yhdysvaltain itärannikolle asti.
mainos
Tutkijat saivat myös selville, että kaksi yhä elossa olevaa norsulajia, metsänorsu ja savanninnorsu, erosivat yhteisestä esi-isästä noin 2-5 miljoonaa vuotta sitten, mutta ne ovat eläneet lähes täysin eristyksissä viimeiset 500 000 vuotta. Vaikka nämä norsut elävätkin läheisillä elinympäristöillä, ne eivät mielellään sekaannu keskenään.
Mainos
”Havaintojen perusteella ihmiset tiesivät, että savanni- ja metsänorsut eivät juurikaan risteytyneet keskenään. Kun ne risteytyivät, jälkeläiset eivät selvinneet hyvin”, kertoi Gizmodolle Berkeleyn evoluutiogenetikko Rebekah Rogers, joka ei ollut mukana uudessa tutkimuksessa. ”Tämä paperi kertoo meille, että norsut eivät hiiviskelleet selkämme takana tai siirtäneet geenejä eteenpäin alhaisemmalla nopeudella. Genetiikka viittaa siihen, että onnistuneen risteytymisen määrä oli hyvin pieni.”
Rogersin mukaan paperi kertoo myös, että se, mitä pidämme suurina fyysisinä eroavaisuuksina, ei ehkä olekaan niin merkittäviä eroja norsuille.
mainos
”Kun katsomme mammutteja verrattuna norsuihin, huomaamme heti niiden turkin, kyttyräselän ja erot verenkiertoelimistössä”, hän sanoi. ”Tämän artikkelin mukaan voimme nähdä, että ne risteytyivät menestyksekkäämmin kuin afrikkalaiset savanninnorsut ja metsänorsut, jotka näyttävät meistä niin samankaltaisilta.”
Rogers on erityisen innostunut siitä, että tutkijat pystyivät saamaan geenisekvenssitietoja Borneolta kotoisin olevasta norsusta. Nämä ovat hyvin pieniä populaatioita, jotka ovat olleet eristyksissä jo jonkin aikaa, ja uuden tutkimuksen tulokset vastaavat tätä todellisuutta paljastamalla niiden hyvin vähäisen geneettisen monimuotoisuuden.
mainos
”Tämä on aika hieno tutkimus”, sanoi Gizmodolle Vincent J. Lynch, Chicagon yliopiston evoluutiogenetikko, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. ”Työ on hyvä, enkä näe mitään vakavia rajoituksia tai varoituksia. Heidän raportoimansa fylogenia on hyvin tuettu.”
Lynchin mielestä tutkimuksen yllättävin puoli oli se, kuinka paljon esi-isien risteytymistä tapahtui norsujen historiassa, erityisesti suorahampaiden ja villamammuttien välillä. Hän sanoo myös, että uusi tutkimus on loistava esimerkki avoimesta tieteestä.
mainos
”Afrikkalaisen norsun genomi julkistettiin vuonna 2005, ja se on virallisesti julkaistu vasta tämän paperin myötä”, hän sanoi Gizmodolle. ”Se on 13 vuotta, jonka aikana me ja muut ihmiset olemme voineet käyttää afrikanelefantin genomia omassa tutkimuksessamme. Vanhan koulukunnan tavoilla genomi olisi pidetty suljettujen ovien takana, ja vain harvoilla valituilla olisi ollut pääsy siihen. Julkaisemalla genomin vuonna 2005 se antaa yhteisölle mahdollisuuden viedä tiedettä eteenpäin samalla, kun nämä kirjoittajat tekevät kovaa työtä sekvensoidessaan kaikki nämä muut norsujen genomit tutkimustaan varten.”
Katsoen tulevaisuuteen tutkijat haluaisivat tutkia, miten (ja jos) geneettisten ominaisuuksien sekoittuminen on saattanut olla eduksi norsujen evoluutiolle, kuten lisääntynyt sietokyky paahteisia elinympäristöjä ja ilmastonmuutosta kohtaan.
mainos
mainos
George on Gizmodon vanhempi toimihenkilötoimittaja.