Nález v Kanadě: genomová analýza dvou zkamenělých zubů mění naše představy o mamutech a svědčí o křížení druhů v průběhu 15 000 let

Dva zkamenělé zuby odhalily skrytou historii hybridizace mamutů, která trvala tisíce let a navždy změnila evoluční historii amerického kontinentu.

Realistická rekonstrukce skupiny mamutů v jejich ledovém prostředí. Nové genomové údaje ukazují, že tato majestátní zvířata nejenže spolu žila, ale také se křížila mezi druhy po tisíciletí na území dnešní Kanady.

Po desetiletí paleontologové klasifikovali severoamerické mamuty podle dvou hlavních druhů: mamut srstnatý, přizpůsobený extrémnímu chladu arktických oblastí Kanady a Sibiře, a mamut kolumbijský, větší a méně srstnatý, který obýval teplé pláně jižních Spojených států a Mexika. Rozdíly mezi nimi se zdály být zřejmé a byly způsobeny rozdíly v prostředí, morfologii a chování. Nová studie publikovaná v Biology Letters a provedená Mariannou DeHask a jejím týmem však tento názor zcela změnila.

Díky genomové analýze dvou fosilních stoliček nalezených v Britské Kolumbii vědci dokázali, že tito mamuti nejenže spolu koexistovali, ale také se po tisíciletí mnohokrát křížili. Tento objev svědčí o dlouhém období hybridizace, ke kterému došlo v pozdním pleistocénu, což přepisuje evoluční historii těchto gigantů a naznačuje, že křížení druhů bylo mnohem častějším jevem, než se dříve předpokládalo.

Dva zuby, tisíce let historie

Všechno začalo nálezem dvou zkamenělých zubů – jednoho v jezeře Okanagan a druhého v jezeře Babin – datovaných přibližně 25 000 a 36 000 let před současností. Na první pohled vypadaly stoličky typicky pro mamuta srstnatého: jejich struktura byla přizpůsobena tvrdé a zmrzlé trávě severních stepí. Vzhled však klame.

Když vědci sekvencovali DNA extrahovanou z těchto ostatků, objevili něco nečekaného. Oba exempláře vykazovaly značný stupeň původu od kolumbijského mamuta. Nejstarší měl asi 22 % kolumbijských genů a pozdější téměř 35 %. To znamená, že křížení mezi těmito dvěma druhy nebylo ojedinělým jevem, ale bylo součástí nepřetržité a dlouhé evoluční historie.

Studie nejen dokázala existenci hybridů, ale také jejich význam z hlediska evoluce: tito hybridní mamuti měli větší genetickou rozmanitost než jejich sibiřští příbuzní. Tato variabilita jim mohla poskytnout adaptivní výhody tváří v tvář prudkým klimatickým změnám, které poznamenaly přechod mezi ledovými dobami.

Když druhy nerespektují hranice

Výzkum Dehaskeho a jeho kolegů je součástí řady výzkumů, která byla zahájena v roce 2021, kdy byla poprvé sekvenována DNA mamuta z linie Krestovka, jehož stáří je přibližně 1,2 milionu let. Tento druh, odlišný od tradiční linie stepních mamutů, se ukázal být jedním z předků kolumbijského mamuta. Již tehdy vědci pochopili, že evoluce mamutů byla mnohem složitější než jednoduchý genealogický strom s oddělenými větvemi.

Nyní se potvrdilo, že hybridizace neskončila s příchodem kolumbijského mamuta. Po tisíciletí docházelo mezi druhy k genetické výměně. Jaderná DNA ukazuje obousměrný tok, i když s jednou zvláštností: většina výměny probíhala od kolumbijských samců k chlupatým samicím. Tato asymetrie se vysvětluje tím, že mitochondriální DNA hybridů, přenášená pouze po mateřské linii, patří výlučně chlupatým mamutům.

Role hybridizace v evoluci

Myšlenka, že různé druhy mohou produkovat plodné potomstvo, není nová, ale tradičně byla považována za výjimku. V éře genomiky se však tento paradigmatický pohled otřásá. Případ mamutů posiluje představu, že hybridizace může být klíčovou evoluční silou schopnou generovat nové genetické kombinace s adaptivní hodnotou.

V tomto smyslu mamuti doplňují rostoucí seznam prehistorických – i současných – zvířat, která se vyvinula díky smíšení rodokmenů.

Podobné případy již byly zaznamenány u bílých a hnědých medvědů, lvů a dokonce i u současných lidí s neandrtálci. Vzor je jasný: když se mění klimatické podmínky a geografické areály, druhy se setkávají a v mnoha případech se kříží.

Na nálezu v Britské Kolumbii je překvapivé, že tyto hybridy nevykazovaly žádné zjevné známky smíšení ve své morfologii. Jejich zuby si zachovaly charakteristiky vlněného mamuta, což naznačuje, že přirozený výběr upřednostňoval rysy, které byly lépe přizpůsobeny chladným stepím, bez ohledu na genetický původ jedince. Naopak jižnější hybridy si pravděpodobně zachovaly univerzálnější zuby typické pro kolumbijského mamuta, přizpůsobené rozmanitější stravě.

Kolumbijský mamut obýval mírnější oblasti Severní Ameriky, proto se předpokládá, že měl mnohem méně srsti než jeho příbuzný, mamut srstnatý.

Poučení pro současnost (a budoucnost)

Studium mamutů není jen oknem do minulosti, ale také nástrojem pro pochopení výzev současnosti. Hybridizace jako reakce na změnu klimatu má přímé důsledky pro zachování současných druhů. Zvířata jako iberská rys, skotská divoká kočka nebo dokonce současní sloni mohou těžit – nebo být ohroženi – smíšením s příbuznými druhy. Porozumění tomu, jak tento proces probíhal u mamutů, nám může pomoci předvídat ekologické důsledky hybridizace v období ekologické krize.

V konečném důsledku je tato práce vědeckým varováním o mezích taxonomické klasifikace. Příroda často neodpovídá našim definicím. Mamuti nebyli jen „chlupatí“ nebo „kolumbijští“: byli součástí evolučního kontinua formovaného klimatem, geografií a neustálou interakcí mezi populacemi.

Ačkoli je studie založena pouze na dvou fosiliích, její dopad je obrovský. Odhaluje neočekávanou biologickou složitost jednoho z nejznámějších druhů pleistocénu a jasně ukazuje, že o světě mamutů je ještě mnoho co objevovat. Vědci nyní plánují rozšířit svůj výzkum do dalších regionů Severní Ameriky, kde by mohly být nalezeny další důkazy o existenci těchto zapomenutých hybridů.

Znamená to, že v Severní Americe existoval třetí druh mamutů? V tuto chvíli to nelze s jistotou tvrdit. Ale víme jistě, že evoluce mamutů nebyla lineární a jednoduchá. Byl to tisíciletý tanec mezi druhy, poháněný klimatem a nutností přežití. A tento příběh, zaznamenaný v genech, se teprve začíná vyprávět.