يكشف الحمض النووي من بقايا الماموث عن تاريخ آخر السكان الباقين على قيد الحياة

أصبحت مجموعة صغيرة من الماموث الصوفي محاصرة في جزيرة رانجل منذ حوالي 10000 عام عندما أدى ارتفاع منسوب مياه البحر إلى فصل الجزيرة عن البر الرئيسي لسيبيريا. تؤدي المجموعات الصغيرة والمعزولة من الحيوانات إلى زواج الأقارب والعيوب الجينية، وكان يُعتقد منذ فترة طويلة أن ماموث جزيرة رانجل استسلم في النهاية لهذه المشكلة منذ حوالي 4000 عام.

ومع ذلك، قارنت ورقة بحثية نُشرت في مجلة Cell يوم الخميس 50 ألف عام من الجينومات من البر الرئيسي وماموث جزيرة رانجل المعزولة، ووجدت أن هذا ليس هو الحال. إن ما اكتشفه مؤلفو البحث لا يتحدى فهمنا لهذه المجموعة المعزولة من الماموث وتطور المجموعات الصغيرة فحسب، بل له أيضًا آثار مهمة على جهود الحفاظ على البيئة اليوم.

عنق زجاجة شديد

إنها تتويج لسنوات من التسلسل الجيني من قبل أعضاء الفريق الدولي وراء هذه الورقة الجديدة. لقد درسوا 21 جينومًا للماموث، 13 منها تم تسلسلها حديثًا بواسطة المؤلف الرئيسي ماريان ديهاسك؛ وقد تم تسلسل الآخرين قبل سنوات من قبل المؤلفين المشاركين باتريشيا بينيروفا، وفوتيني كانيليدو، وهيلويز مولر. تم الحصول على الجينوم من الماموث الصوفي السيبيري (ماموثوس بريميجينيوس)، سواء من البر الرئيسى أو الجزيرة قبل وبعد عزلها. وكان أقدم جينوم لأنثى الماموث السيبيري التي ماتت قبل حوالي 52300 سنة. كان أصغرهم من ذكور الماموث في جزيرة رانجيل الذين لقوا حتفهم في الوقت الذي مات فيه آخر هؤلاء الماموث (توفي أحدهم قبل 4333 عامًا فقط).

إنها فترة زمنية ملحوظة وكاشفة: تضمنت العينة الماموث من مجموعة سكانية بدأت كبيرة وصحية وراثيا، ثم مرت بالعزلة، وانقرضت في النهاية.

وأشار الفريق في بحثهم إلى أن الماموث عاش “فترة مضطربة مناخيا”، خاصة خلال فترة من الاحترار السريع تسمى “فترة الاحترار المناخي”. بولينج-أليرود بين المدارس (منذ حوالي 14.700 إلى 12.900 سنة) – وهو الوقت الذي اقترحه آخرون ربما أدى إلى انقراض الماموث الصوفي المحلي. ومع ذلك، فإن جينومات الماموث التي تمت دراستها خلال هذه الفترة الزمنية لا تشير إلى أن ارتفاع درجات الحرارة كان له أي آثار سلبية.

ولم تظهر التأثيرات السلبية – وبشكل كبير – إلا بعد عزل السكان على تلك الجزيرة.

تشير عمليات المحاكاة التي أجراها الفريق إلى أن إجمالي عدد حيوانات الماموث في جزيرة رانجل، في أصغر حالاته، كان أقل من 10 أفراد. وهذا يمثل عنق الزجاجة السكانية الشديدة. وقد شوهد هذا وراثيًا من خلال زيادة الزيجوت المتماثل داخل الجينوم، والذي يحدث عندما يساهم كلا الوالدين بكروموسومات متطابقة تقريبًا، وكلاهما مشتق من سلف حديث. كانت مسارات التماثل الجيني داخل الماموث المعزول في جزيرة رانجل أكبر بأربعة أضعاف من تلك التي كانت موجودة قبل ارتفاع منسوب سطح البحر.

وعلى الرغم من هذا العدد الضئيل الخطير من الماموث، فقد تعافوا. ظل حجم السكان، وكذلك مستوى زواج الأقارب والتنوع الجيني، مستقرًا لمدة 6000 عام التالية حتى انقراضهم. على عكس عنق الزجاجة السكاني الأولي، يبدو أن التوقيعات الجينومية مع مرور الوقت تشير إلى أن زواج الأقارب تحول في النهاية إلى أزواج من الأقارب البعيدين، مما يشير إما إلى وجود عدد أكبر من سكان الماموث أو تغيير في السلوك.

وتشير عمليات المحاكاة التي أجروها إلى أنه في غضون 20 جيلًا، كان من الممكن أن يزيد حجم السكان إلى حوالي 200-300 ماموث. وهذا يتوافق مع الانخفاض الأبطأ في تغاير الزيجوت الذي وجدوه في الجينوم.

آثار سلبية طويلة الأمد

ربما نجا الماموث في جزيرة رانجل على الرغم من الصعوبات، وقد لا تكون العيوب الجينية الضارة هي السبب في انقراضه، لكن الأبحاث تشير إلى أن قصته معقدة.

حوالي 7,608 تبلغ مساحة جزيرة رانجل اليوم 1.2 كيلومتر مربع، وهي أكبر قليلاً من جزيرة كريت، وكانت ستوفر قدرًا لا بأس به من المساحة والموارد، على الرغم من أن هذه الحيوانات كانت ضخمة. على سبيل المثال، عانت هذه الحيوانات لمدة 6000 عام بعد عزلتها من الاكتئاب الناتج عن التزاوج الداخلي، والذي يشير إلى زيادة الوفيات نتيجة للتزاوج الداخلي والعيوب الناتجة عنه.

وقد عزز هذا التزاوج الداخلي أيضاً من تطهير السلالات من الطفرات الضارة. وقد يبدو هذا أمراً طيباً ـ وقد يكون كذلك ـ ولكنه يحدث عادة لأن الأفراد الذين يحملون نسختين من الطفرات الضارة يموتون أو يفشلون في التكاثر. لذا فهو أمر طيب فقط إذا نجا السكان منه.

تظهر نتائج الفريق أن تطهير الطفرات الجينية يمكن أن يكون عملية تطورية طويلة. المؤلفة الرئيسية ماريان ديهاسك هي عالمة في علم الحفريات القديمة حصلت على درجة الدكتوراه في مركز علم الحفريات القديمة. وأوضحت لآرس أن “تطهير الطفرات الضارة لأكثر من 6000 عام يشير بشكل أساسي إلى آثار سلبية طويلة الأمد ناجمة عن هذه الطفرات الضارة للغاية. وبما أن عملية التطهير في سكان جزيرة رانجل استمرت لفترة طويلة، فهذا يشير إلى أن السكان كانوا يعانون من آثار سلبية من هذه الطفرات حتى انقراضهم.