マンモスゲノムが最古のDNA配列の記録を打ち破る

スウェーデンの科学者たちは、シベリアの永久凍土で発見された100万年以上前のマンモスの化石からDNAを発見した。このDNAは、これまでに発見された中で最も古いゲノムの証拠であり、ウーリーマンモスとコロンブスマンモスの進化の歴史を明らかにするものである。

マンモスゲノムが最古のDNA配列の記録を打ち破る

スウェーデンの科学者たちは、シベリアの永久凍土で発見された100万年以上前のマンモスの化石からDNAを発見した。このDNAは、これまでに発見された中で最も古いゲノムの証拠であり、ウーリーマンモスとコロンブスマンモスの進化の歴史を明らかにするものである。また、このDNAは、絶滅したヒト科のメンバーを含む、この年代の他の生物からもDNAが復元される可能性を高めている。

1984年に絶滅したばかりのシマウマの亜種であるクワガから2つの短いDNA配列が発見されて以来、研究者たちは、より古い遺体からより大量のDNAを採取しようと研究を続けてきた。古代のDNA抽出と塩基配列決定法の進歩により、洞窟グマやネアンデルタール人など、より深い時代の生物のゲノムが明らかになってきた。2013年、研究者たちは70万年前の馬の化石からDNAを取り出したと発表した。一部の専門家は、凍結した環境で保存された化石の中では、シーケンス可能なDNAは100万年以上生き延びるだろうと予測していた。

17日、ネイチャー誌に発表された新しい研究は、その予測を裏付けるものである。ストックホルムの古生物学センターのトム・ファン・デル・ヴァークとラブ・ダレンとその同僚たちは、異なる時代の3匹のマンモスの臼歯からDNAを採取した。マンモスの種は、歯の特徴に基づいて区別することができる。約70万年前の堆積物から発見された1本の歯は、初期のウーリーマンモス、Mammuthus primigeniusの歯に似ていた。他の2本の歯は、1本は約100万年前のもので、もう1本は120万年前かそれ以上前のもので、草原のマンモスである「Mammuthus trogontheri」iの臼歯に似ていた。

歯から抽出された遺伝物質は非常に分解されており、千年以上の歳月をかけて小さな破片になっていた。研究者たちは、この断片を再構築し、微生物やその他の汚染物質からDNAを除去するために、現代のゾウのゲノムをガイドとして使用した。研究者らは、最も若い化石(ウーリーマンモス)から、ゲノムの約70〜80%に相当する数十億個のDNA塩基対を採取した。2番目に古いマンモスの化石からは、ゲノムの約25~30%に相当する数億個のDNA塩基対が検出された。最古の化石はDNAの量が最も少なかったが、研究チームはこの化石から約6,000万塩基対の塩基配列を決定した。

マンモスの化石の記録によると、マンモスは約500万年前にアフリカで発生し、世界各地に広がり、数多くの種に進化し、数百万年の間生き延びた後、わずか数千年前に絶滅したとされている。研究者らは、新しいゲノムデータを若いマンモスのゲノムと比較することで、ウーリーマンモスは草原マンモスから進化したとの予想を裏付けるとともに、氷河期のシベリアの極寒に徐々に適応していったことを示した。

この結果は、マンモスの家系図の分岐点についても驚きの事実を明らかにした。研究チームがサンプリングした最古のマンモスは、150万年前の更新世初期に北米を植民地化したマンモスを祖先とする、これまで知られていなかった系統に属することが判明したのである。コロンブスマンモスは、研究者たちの最も古い化石標本が属していた系統のメンバーと、ウーリーマンモスとの間の交配の産物であった可能性があると、研究者たちは示唆している。

今回の研究は非常にエキサイティングなもので、まだ回収されていない最古のDNAの年代を押し戻しただけでなく、研究チームがこれらの非常に古いマンモスから得たDNAが、初期のマンモスの個体群や、ヨーロッパとアメリカ大陸の両方の後のマンモスの起源についての重要な洞察を提供してくれるからです」と、ドイツのライプチヒにあるマックスプランク進化人類学研究所のジャネット・ケルソ氏は言う。

哺乳類だけがこの時代の興味のある生き物ではありません。ダレン、ファンデルヴァークと彼らの同僚は、多くの現代の哺乳類や鳥類の種は、初期と中期更新世で彼らのスタートを切ったことに注意してください。2月16日の記者会見で、ダレンは、チームが馬、ジャコウウシ、様々なげっ歯類を含むこれらの種のいくつかを探してプロジェクトを開始していると述べた。

Image by Thomas Quine - https://www.flickr.com/photos/quinet/44598416660/ (CC BY 2.0)

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