Древний анализ ДНК останков нескольких мастодонтов, в том числе тех, которые бродили вдоль тихоокеанского и атлантического побережья Северной Америки, показал, что гиганты ледникового периода мигрировали на огромные расстояния в ответ на изменение климата и были гораздо более генетически разнообразны, чем считалось ранее.

В исследовании опубликовано в журнале Научные достиженияисследователи из Университета Макмастера и Гарварда предоставляют новые данные, которые существенно пересматривают и перестраивают наше понимание глубоко сложной эволюционной истории вида.

Хорошо сохранившиеся окаменелые образцы зубов, бивней и костей, датируемые сотнями тысяч лет, в сочетании с новыми научными методами позволили исследователям реконструировать геномы из древних, крошечных, деградировавших фрагментов ДНК.

Они реконструировали митохондриальные геномы из нескольких образцов мастодонтов: пяти из Новой Шотландии и восточного побережья, один из которых может датироваться примерно 500 000 лет назад, и впервые уникальный образец тихоокеанского мастодонта из Туалатина, штат Орегон, в дополнение к частичному митохондриальному геному из Северного Онтарио.

Мастодонты первоначально были разделены на множество отдельных видов, но позже объединились обратно в один — Mammut americanum. В последнее время эта классификация была пересмотрена, чтобы потенциально включить по крайней мере два отдельных вида: американского и тихоокеанского мастодонта (M. pacificus), хотя споры о разделении продолжаются.

Генетический анализ подтверждает, что тихоокеанские мастодонты принадлежат к очень старой, хорошо укоренившейся и отдельной генетической ветви, с ареалом, который простирается гораздо дальше, чем считалось ранее, — простираясь глубоко на северо-запад Тихого океана, возможно, на юг до Мексики и на север до Альберты.

Интересно, что Альберта, по-видимому, была «горячей точкой», говорят ученые, где тихоокеанские и американские мастодонты собирались, расширялись на север и, возможно, скрещивались.

Образцы с Восточного побережья и Северного Онтарио выявили две новые и отличные друг от друга генетические группы, известные как клады, мастодонтов, живущих в одном и том же регионе, но в разное время.

Восточные виды были удивительно разнообразны, прибывая различными волнами миграции по крайней мере три раза — закономерность, обусловленная повторяющимися циклами потепления климата, приводящими к таянию ледников и открытию новых территорий для экспансии на север. Когда климат похолодал и ледники расширились, мастодонты были вытеснены на юг или вымерли.

«Данные меняют наш взгляд на регион, известный сегодня как Альберта, и на север в целом, от маргинального места кочевья к постоянно занятому миграционному коридору и значительному ландшафту для мастодонтов с возможным скрещиванием», — говорит старший автор и эволюционный генетик Хендрик Пойнар, директор Центра древней ДНК Макмастера и кафедры генетической антропологии Майкла Г. ДеГрута.

Исследователи также определили таинственную и генетически отличную от других мексиканскую линию мастодонтов, которая, по их мнению, может быть более глубокой ветвью западного вида M. pacificus или, возможно, совершенно новым, третьим видом мастодонтов.

Мастодонт был одним из самых крупных живых наземных животных на Земле во время ледникового периода, кочевая из Берингия (современные Аляска и Юкон) на восток до Новой Шотландии и на юг до Центральной Мексики. Они были в основном браузерами, жили в болотистой местности, питались кустарниками и низко свисающими ветвями деревьев и занимали совершенно иную среду обитания, чем их дальние родственники, легендарные шерстистые мамонты ледникового периода, которые бродили по открытым лугам и тундре.

«Это исследование представляет собой несколько первых, в том числе нашу работу по тихоокеанскому мастодонту. Это также ставит много новых вопросов. Например, как эти далекие друг от друга виды мастодонтов взаимодействовали в Альберте? Конкурировали ли они за ресурсы или скрещивались, как наша лаборатория ранее показала для мамонтов?» — говорит ведущий автор исследования Эмиль Карпински, бывший аспирант Центра древней ДНК Макмастера, а теперь научный сотрудник кафедры генетики в Гарвардской медицинской школе.

Эти новые результаты в сочетании с теми, о которых сообщалось в исследовании 2020 года, проведенном той же командой, создают гораздо более полную картину того, как мастодонты перемещались и диверсифицировались по всей Северной Америке, помогая защитникам природы сегодня подготовиться к постоянно нагревающемуся арктическому и северному мигрирующему видам, говорят исследователи.