Donmuş toprak alanlarının donmuş zemini bir kez daha şaşırtıcı derecede iyi bir zaman kapsülü olduğunu kanıtladı: Araştırmacılar, bir milyon yıldan daha eski olan mamut kalıntılarından genetik materyali çıkarmayı ve sıralamayı başardılar. Hayvanların DNA’sı, bugüne kadar başarıyla incelenen en eski DNA’dır. Ek olarak, Buz Devri hortumunun aşiret tarihi hakkında haberler de ortaya koyuyor. Çünkü en yaşlı mamut yünlü bir mamut değildi, daha önce bilinmeyen bir Avrasya türüne aitti. Kuzey Amerika çayır mamutları, Sibirya yünlü mamutlarıyla geçerek bundan ortaya çıkabilirdi.
Mamutlar, Buz Devri faunasının en büyük ve muhtemelen en iyi bilinen temsilcileridir. Tüylü ve soğuğa adapte edilmiş hortumun öncülleri muhtemelen Afrika’dan yaklaşık beş milyon yıl önce kuzeye yayılmadan ve sonunda tüm kuzey yarımkürede kolonileşmeden önce ortaya çıktı. Yaklaşık 2,5 milyon yıl önce, hala fil benzeri olan güney mamutları (Mammuthus meridionalis) önce, sonra da bozkır mamutu (Mammuthus trogontherii) gelişti. Popüler teoriye göre, Bering Boğazı üzerinden Kuzey Amerika’ya göç eden bozkır mamutları yaklaşık 1,5 milyon yıl önce çayır mamutu (Mammuthus columbi) olurken, yünlü mamut (Mammuthus primigenius) Sibirya ve Kuzey Avrupa’da yayıldı. Bu iki tür, Buz Devri’nden en uzun süre kurtuldu ve kalın kürkleri ve soğuğa toleransları sayesinde Buz Devri bozkırlarının ve tundralarının sert iklimine özellikle iyi adapte oldular.
Bir milyon yıldan eski DNA’nın ilk rekonstrüksiyonu
Bununla birlikte, çayır mamutunun nasıl ve ne zaman ortaya çıktığı ve yünlü mamutla nasıl bir ilişkisi olduğu şimdiye kadar belirsizdi. Daha fazla netlik kazanmak için Stockholm’deki Paleogenetik Merkezi’nden Tom van der Valk ve meslektaşları şimdi üç mamutun fosilleşmiş dişlerinden ilkel DNA elde etmeye çalıştılar. Bunlar kuzeydoğu Sibirya’daki donmuş toprakta bulunmuştu. Bu kalıcı olarak donmuş zemin hücre bileşenlerinin ve moleküllerin ayrışmasını engellediğinden, genetik materyalin fragmanlarını diş materyalinden izole etme ve sıralayabilme umudu vardı. Bulunduğu yerden sonra “Krestovka” olarak adlandırılan üç mamut kalıntısından en eskisi 1,2 ile 1,6 milyon yaşları arasındadır ve bir bozkır mamutunun özelliklerini gösterir. İkincisi, Adycha da bozkır mamutuna benziyordu ve yaklaşık 1.3 milyon yaşında. Üçüncü diş, Chukochya ise yünlü bir mamuttan geliyor ve yaklaşık 680.000 yaşında.
Araştırmacılar, bu üç mamutun neredeyse tam mitokondriyal DNA’sını sıralamak için yeterli genetik materyal parçasını üç kalıntıdan ayırmayı başardılar. Bu tip DNA, hücre çekirdeğindeki genoma ait değildir, bunun yerine hücrenin enerji santralleri olan mitokondride bulunur. Bunlar yalnızca anne soyundan geçtikleri için, bu DNA özellikle aile ilişkilerini yeniden inşa etmek için uygundur. Bu DNA’nın bir milyon yıldan daha eski fosillerden elde edilmesi bir ilktir: Bugüne kadar dizilenen en eski DNA, 2013 yılında 700.000 yıllık antik bir at kemiğinden izole edildi. Şimdiki çalışma, permafrostun eski genetik materyali de yeterince iyi koruyabildiğini gösteriyor. Van der Walk’un meslektaşı Anders Götherström, “En büyük sorulardan biri ne kadar geriye gidebileceğimizdir” diyor. “İki milyon yıllık, hatta muhtemelen 2,6 milyon yıl önceki DNA’yı geri yükleyebileceğimizden şüpheleniyorum.” Daha önce hiç donma olmadığı için, bu nihai sınırdır.
Çayır mamutu bir melezdi
Bununla birlikte, üç mamut genomunun karşılaştırılmasının Buz Devri hortumunun evrimi hakkında ortaya çıkardığı şey de ilginçtir. Çünkü en eski mamut olan Krestovka’nın daha önce bilinmeyen bir kabile mamut soyuna ait olduğunu ortaya çıkardı. Bu, diğer tüm Sibirya mamutlarının soyundan en az iki milyon yıl önce ayrılmış olmalı. Van der Walk, “Bu bizim için tam bir sürpriz oldu” diyor. “Önceki tüm araştırmalar, o sırada Sibirya’da sadece bozkır mamutunun olduğunu gösterdi. Ancak DNA analizlerimiz, iki farklı genetik çizginin var olduğunu gösteriyor – hatta iki farklı mamut türü bile olabilir. Genetik karşılaştırmalara göre, yaklaşık 1,5 milyon yıl önce Sibirya’dan Kuzey Amerika’ya göç eden bozkır mamutu değil, Krestovka mamutuydu. Bu kıtadaki ilk mamutlar, yakın zamanda keşfedilen bu soya aitti – ve daha sonra çayır mamutu bu soydan geliştirildi.
Bununla birlikte, araştırmacıların bildirdiği gibi, çayır mamutunun yaratılmasında başka bir aktör yer aldı. Buna göre, genomunun yaklaşık yüzde 40’ı Krestovka mamutundan, yaklaşık yüzde 60’ı ise yünlü mamuttan geliyor. Stockholm’deki İsveç Doğa Tarihi Müzesi’nden ortak yazar Patricia Pecnerova, “Bu önemli bir keşif” diyor. “Görünüşe göre, Kuzey Amerika Buz Devri faunasının simgelerinden biri olan çayır mamutu, yaklaşık 420.000 yıl önce gerçekleşen bir melezleşme sonucunda gelişti.” Görünüşe göre Sibirya’dan yünlü mamutlar, Bering Boğazı üzerinden Kuzey Amerika’ya göç ettiler ve orada çiftleşmiş halihazırda yaşayan Krestovka mamutlarıyla birlikte hareket ettiler.
Üç fosil mamutun genom karşılaştırması, önceki varsayımların aksine, en eski mamut formlarının bile soğuk iklimlere uyarlandığını ortaya koydu. Çünkü hortumun kalın kaplamasını, yalıtım yağ katmanlarını, soğuğa toleransını ve arktik ortama diğer adaptasyonlarını veren gen varyantları, bozkır mamut tipine hala karşılık gelen mamut fosili Adycha’da zaten mevcuttu. Van der Walk’un meslektaşı David Diez-del-Molino, “Analizlerimiz, çoğu soğuk adaptasyonun yünlü mamutun atalarında zaten mevcut olduğunu gösteriyor” diyor.
Kaynak: Tom van der Valk (Paleogenetik Merkezi, Stockholm) ve diğerleri, Nature