Geheimen van overleving en mysterieuze uitsterving op Wrangel Island

De wolharige mammoeten op Wrangel Island, afkomstig uit een zeer kleine populatie, zijn erin geslaagd om 6000 jaar te overleven ondanks genetische hindernissen. Het plotselinge uitsterven ervan blijft een mysterie en biedt lessen voor hedendaagse natuurbehoudsinspanningen. Auteursrecht: Beth Zaiken

Genetische analyse van de laatste wolharige mammoeten op Wrangel Island heeft een populatie aan het licht gebracht die erin slaagde om 6000 jaar te overleven ondanks intensieve inteelt en lage genetische diversiteit.

Aanvankelijk bestond deze groep uit slechts acht personen, daarna breidde deze zich uit tot 200-300 leden. Hoewel genetische problemen niet direct tot hun uitsterven hebben geleid, is het nog steeds onduidelijk wat uiteindelijk tot hun uitsterven heeft geleid. De studie biedt inzicht in hoe dergelijke collecties de huidige instandhoudingsstrategieën voor bedreigde soorten kunnen informeren. Classificeren Vandaag.

Tienduizend jaar geleden raakte de laatste groep wolharige mammoeten geïsoleerd op het eiland Wrangel, voor de kust van Siberië, als gevolg van de stijgende zeespiegel die het bergachtige eiland scheidde van het vasteland. Nieuw genomisch onderzoek suggereert dat deze geïsoleerde groep, die de volgende 6.000 jaar op het eiland leefde, begon met niet meer dan acht individuen en zich binnen twintig generaties uitbreidde tot tussen de 200 en 300 individuen. Gepubliceerd in het tijdschrift cel Op 27 juni toonde het onderzoek aan dat de mammoeten op Wrangel Island tekenen vertoonden van inteelt en een lage genetische diversiteit, maar deze factoren alleen verklaren hun uiteindelijke mysterieuze uitsterven niet.

Siberische vastelandhond. Auteursrecht: Liefde Dalin

Theorieën over uitsterven opnieuw evalueren

“We kunnen nu het idee verwerpen dat de populatie erg klein was en dat ze om genetische redenen tot uitsterven gedoemd waren”, zegt hoofdauteur van de studie Löv Dalén, een evolutionair geneticus bij het Centrum voor Paleogenetica, een gezamenlijk project van het Zweeds Museum van Natural History en de Universiteit van Stockholm. “Misschien was het gewoon een willekeurige gebeurtenis die hen het leven kostte, en als die willekeurige gebeurtenis niet had plaatsgevonden, zouden we vandaag de dag nog steeds mammoeten hebben.”

Ik hou van Dalin. Auteursrecht: Ian Watts

Inzicht in de huidige inspanningen voor natuurbehoud

Naast het werpen van licht op de populatiedynamiek van wolharige mammoeten, kan deze analyse van mammoeten op Wrangel Island helpen bij het informeren van instandhoudingsstrategieën voor de huidige bedreigde dieren.

“Mammoeten zijn een uitstekend systeem om de aanhoudende biodiversiteitscrisis te begrijpen en om te begrijpen wat er vanuit genetisch perspectief gebeurt als een soort door een knelpunt in de populatie gaat, omdat ze het lot van een groot deel van de huidige bevolking weerspiegelen”, zegt Marianne DeHasek, eerste auteur van het Center for Paleogenetica.

Marian DeHasek werkt in het eeuwenoude DNA-laboratorium. Afbeelding tegoed: hou van Dalin

Genetische uitdagingen en blijvende erfenissen

Om de genomische gevolgen van het Wrangel Island-knelpunt voor mammoetpopulaties te begrijpen, analyseerde het team de genomen van 21 wolharige mammoeten: 14 van Wrangel Island en 7 van mammoetpopulaties die vóór het knelpunt leefden. In totaal bestrijken de monsters de afgelopen 50.000 jaar van het bestaan ​​van de wolharige mammoet, en bieden ze een inzicht in hoe de genetische diversiteit van mammoeten in de loop van de tijd is veranderd.

Vergeleken met hun voorouders op het vasteland vertoonden de mammoetgenomen van Wrangel Island tekenen van inteelt en een lage genetische diversiteit. Naast de algehele verminderde genetische diversiteit, vertoonden ze ook een verminderde diversiteit in het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex, een groep genen die bekend staan ​​om hun cruciale rol in de immuunrespons van gewervelde dieren.

Nab Wrangel-eiland. Auteursrecht: Liefde Dalin

Genetische invloeden op lange termijn en toekomstig onderzoek

De onderzoekers toonden aan dat de genetische diversiteit van de bevolking bleef afnemen gedurende de periode van 6000 jaar dat mammoeten Wrangel Island bewoonden, zij het in een zeer langzaam tempo, wat erop wijst dat de populatieomvang tot het einde stabiel bleef. Hoewel de mammoetpopulatie van het eiland gedurende zijn zesduizendjarige bestaan ​​geleidelijk min of meer schadelijke mutaties opstapelde, toonden de onderzoekers aan dat de bevolking langzaam de meer schadelijke mutaties afschudde.

“Als een individu een zeer schadelijke mutatie had, was hij in principe niet levensvatbaar, dus verdwenen deze mutaties in de loop van de tijd geleidelijk uit de populatie. Maar aan de andere kant zien we dat mammoeten tamelijk schadelijke mutaties accumuleerden totdat ze bijna uitstierven”, zegt hij. De Hasek. “Het is belangrijk dat de huidige natuurbeschermingsprogramma’s in gedachten houden dat het niet voldoende is om een ​​populatie weer op een behoorlijke omvang terug te brengen; je moet deze ook actief en genetisch monitoren, omdat deze genomische effecten meer dan 6.000 jaar kunnen aanhouden.”

Het laatste mysterie achter het uitsterven van de wolharige mammoet

Hoewel de genomen van de mammoet die in dit onderzoek zijn geanalyseerd een groot tijdsbestek bestrijken, omvatten ze niet de laatste 300 jaar van het bestaan ​​van deze soort. Onderzoekers hebben echter fossielen ontdekt uit de laatste periode van het leven van de mammoet en zijn van plan het genoom in de toekomst te sequencen.

“Wat er uiteindelijk is gebeurd, is nog steeds een beetje een mysterie. We weten niet waarom ze zijn uitgestorven nadat ze zesduizend jaar lang min of meer goed waren geweest, maar we denken dat het plotseling gebeurde”, zegt Dallin. “Ik zou het graag willen zeggen dat er hoop is om erachter te komen waarom ze zijn uitgestorven, maar er zijn geen ‘beloften’.

Referentie: “Temporele dynamiek van genoomerosie van wolharige mammoeten vóór uitsterven” 27 juni 2024, cel.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.05.033