最近的一項基因組研究揭示了猛獁象譜系中跨越一百多萬年的先前未知的遺傳多樣性，為它們的演化歷史提供了新的視角。研究人員成功提取並分析了猛獁象標本中的34個新的粒線體基因組（mitogenome），其中11個來自早更新世和中更新世時期。

西伯利亞發現的猛獁象牙。圖片來源：愛達倫

這些標本的年代從130萬年到12.5萬年不等。這項研究發表在《分子生物學與演化》雜誌上，重點介紹如何利用古代DNA探索古老時期的遺傳變異。

加拿大育空地區老克羅河的猛獁象臼齒（Mammuthus primigenius）。圖片來源：Hans Wildschut

「我們的分析提供了前所未有的視角，讓我們了解重大的深層人口事件如何隨著時間的推移塑造猛獁象的遺傳多樣性，」斯德哥爾摩大學動物學系和古遺傳學中心的研究員、該研究的主要作者J. Camilo Chacón-Duque 博士說。

J·卡米洛·查孔-杜克

當今生物多樣性的大部分是在過去250萬年中演化而來的。要了解塑造這種多樣性的演化過程，就需要取得這一時間範圍內的遺傳資訊。迄今為止，由於保存困難，很少有DNA樣本能夠超過10萬年的門檻。透過從跨越一百多萬年的猛獁象標本中提取DNA，本研究展示了時間取樣在表徵物種演化史的重要性。

透過分析這些新的粒線體基因組以及先前已發表的200多個猛獁象線粒體基因組，研究人員發現，猛獁象譜系間的分化事件似乎與早更新世和中更新世時期已詳細描述的種群變化相吻合。他們的發現支持了猛獁象主要譜繫起源於古西伯利亞的觀點，並揭示了族群動態的變化如何促成了不同遺傳演化支的擴張和收縮。

洛夫達倫

「隨著定序技術成本的不斷下降，粒線體基因組在某種程度上已被遺忘。然而，我們的研究表明，由於它們比核DNA更為豐富，它們對進化生物學仍然至關重要，」英國惠康基金會桑格基因組研究所研究員、該研究的共同第一作者傑西卡·A·托馬斯·索普博士說道。

這項研究不僅增進了我們對猛獁象演化的理解，也為更廣泛的古DNA研究領域做出了貢獻。該團隊開發並應用了一種改進的分子鐘測年框架，改進了利用遺傳數據估算標本年齡的方法，使其超越了放射性碳定年極限。這項方法論上的進步為未來滅絕和瀕危物種的研究提供了強而有力的工具。

「這些結果補充了我們先前首次報告百萬年前基因組的研究成果。我很高興現在我們獲得了過去百萬年間採集的更多猛獁象標本的基因數據，這有助於我們了解猛獁象的多樣性是如何隨時間變化的，」斯德哥爾摩大學和古遺傳學中心的資深作者洛夫·達倫教授說道。

研究包括34 個新定序的猛獁象線粒體基因組，其中11 個可追溯到10 萬多年前，大大增加了此時間點之後的猛獁象DNA 樣本數量，突破了古代DNA 研究的界限。

研究小組從加拿大育空地區老克羅河發現的一個標本中，鑑定出北美已知最古老的猛獁象DNA，其歷史可追溯至20 多萬年前。

他們的研究結果證實了先前的研究（van der Valk 等人，2021），顯示大約一百萬年前的猛獁象與後來的猛獁象並不十分相似。

該研究改進了基於DNA 的估算古代標本年齡的方法，為更準確地重建演化歷史鋪平了道路。

這項研究將尖端分子技術與計算技術的進步相結合，凸顯了深時DNA在揭示滅絕物種遺傳歷史中的關鍵作用。未來的研究或許可以將這些方法應用於其他早已滅絕或瀕危的物種，進一步豐富我們對演化生物學的理解。

編譯自/ ScitechDaily