يكشف الحمض النووي المأخوذ 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.

ولكن في بحث نُشر في مجلة Cell يوم الخميس، قارن الباحثون بين 50 ألف عام من الجينومات من الماموث البري والماموث المعزول في جزيرة رانجل ووجدوا أن هذا ليس هو الحال. وما اكتشفه مؤلفو البحث لا يتحدى فهمنا لهذه المجموعة المعزولة من الماموث وتطور التجمعات الصغيرة فحسب، بل له أيضًا آثار مهمة على جهود الحفاظ اليوم.

عنق زجاجة شديد

إنه تتويج لسنوات من التسلسل الجيني من قبل أعضاء الفريق الدولي وراء هذه الورقة الجديدة. لقد درسوا 21 جينومًا للماموث – 13 منها تم تسلسلها حديثًا من قبل المؤلفة الرئيسية ماريان ديهاسك؛ تم تسلسل البعض الآخر قبل سنوات من قبل المؤلفين المشاركين باتريشيا بيتشنروفا وفوتيني كانيليدو وهيلويز مولر. تم الحصول على الجينومات 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”. طريق بولينج-أليرود بين المدن (منذ ما يقرب من 14700 إلى 12900 سنة) – وهي الفترة التي اقترح آخرون أنها ربما أدت إلى انقراض الماموث الصوفي المحلي. ومع ذلك، فإن جينومات الماموث التي تمت دراستها خلال هذه الفترة الزمنية لا تشير إلى أن الاحتباس الحراري كان له أي آثار ضارة.

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

وتشير عمليات المحاكاة التي أجراها الفريق إلى أن إجمالي عدد الماموث في جزيرة رانجل كان أقل من 10 أفراد في أصغر حالاته. ويمثل هذا اختناقاً سكانياً شديداً. وقد لوحظ هذا من الناحية الوراثية من خلال زيادة حالات التماثل الزيجوتي داخل الجينوم، والتي تحدث عندما يساهم كلا الوالدين في كروموسومات متطابقة تقريباً، وكلاهما مشتق من سلف حديث. وكانت حالات التماثل الزيجوتي داخل الماموث المعزول في جزيرة رانجل أكبر بأربع مرات من مثيلاتها قبل ارتفاع مستويات سطح البحر.

وعلى الرغم من هذا العدد الضئيل الخطير من الماموث، فقد تعافى. وظل حجم السكان، فضلاً عن مستوى التزاوج الداخلي والتنوع الجيني، مستقراً على مدى الستة آلاف عام التالية حتى انقراضه. وعلى النقيض من الاختناق السكاني الأولي، يبدو أن التوقيعات الجينية بمرور الوقت تشير إلى أن التزاوج الداخلي تحول في النهاية إلى اقتران أقارب أكثر بعداً، مما يشير إما إلى زيادة عدد الماموث أو إلى تغير 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 ماموث جزيرة رانجل رغم الصعاب، وربما لم تكن العيوب الوراثية الضارة هي السبب في انقراضه، لكن البحث يشير 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.

وتُظهِر نتائج الفريق أن تطهير الطفرات الجينية قد يكون عملية تطورية طويلة. وقد أوضحت المؤلفة الرئيسية ماريان ديهاسك، وهي عالمة في علم الوراثة القديمة أكملت درجة الدكتوراه في مركز علم الوراثة القديمة، لآرس أن “تطهير الطفرات الضارة لأكثر من 6000 عام يشير في الأساس إلى تأثيرات سلبية طويلة الأمد ناجمة عن هذه الطفرات الضارة للغاية. ونظرًا لأن تطهير سكان جزيرة رانجل استمر لفترة طويلة، فهذا يشير إلى أن السكان كانوا يعانون من تأثيرات سلبية من هذه الطفرات حتى انقراضهم”.