Un team internazionale di genetisti ha compiuto un’impresa ai limiti delle capacità tecniche estraendo e sequenziando il DNA più antico mai scoperto fino ad oggi. L’impresa si è resa necessaria per studiare l’evoluzione dei mammut.
Il DNA è stato estratto dai denti di tre antichi mammut che vivevano in Siberia tra 700.000 e 1,2 milioni di anni fa. Il DNA, estremamente degradato è stato ricostruito e ha permesso di scoprire una stirpe genetica di mammut finora sconosciuta.
Il più antico campione di DNA recuperato finora proviene da un osso di cavallo trovato nel permafrost dello Yukon, risalente a un’epoca compresa tra i 560.000 e i 780.000 anni fa.
“Questo DNA è incredibilmente antico”, ha spiegato il genetista Love Dalen del Centro di Paleogenetica in Svezia. “I campioni sono mille volte più antichi dei resti vichinghi e addirittura anteriori all’esistenza degli esseri umani e dei Neanderthal“.
Circa un milione di anni fa, non esistevano nemmeno i mammut lanosi. I mammut lanosi sono venuti alla luce circa 800.000 anni fa, occupando i climi gelidi del nostro pianeta fino a quando non si sono estinti circa 4000 anni fa.
I mammut si sono quindi estinti di recente e preferendo i climi molto freddi i loro resti si preservano molto bene e per questo che oggi sappiamo molto di questi straordinari mammiferi. I mammut lanosi esistevano insieme ai mammut colombiani che abitavano il Nord America e si estinsero circa 11.500 anni fa.
I loro predecessori, i mammut da cui si è innescata l’evoluzione dei mammut lanosi, sono meno conosciuti. Sappiamo che i mammut lanosi discendono dai mammut delle steppe che vagavano per gran parte dell’Eurasia fino a circa 200.000 anni fa. Si è ritenuto che i mammut colombiani discendessero da mammut delle steppe che erano passati nel Nord America circa 1,5 milioni di anni fa.
Per saperne di più su questo antico e sconosciuto antenato, gli scienziati hanno rivisitato la genealogia dell’evoluzione dei mammut.
I tre denti di mammut da cui i genetisti hanno estratto il DNA sono stati scavati decenni fa ed erano stati accuratamente conservati in un museo. Il dente meno antico ha un’età di 700.000 anni, apparteneva a un mammut lanoso, uno dei più antichi conosciuti. I due più grandi, di oltre 1 milione di anni, appartenevano forse al mammut delle steppe.
Attraverso un accurato restauro i ricercatori sono stati in grado di sequenziare il DNA che era stato conservato all’interno dello smalto duro dei denti. Il secondo più antico dei tre esemplari, trovato ad Adycha, lo confermava: era molto vicino al mammut delle steppe per morfologia e DNA.
L’esemplare più antico, trovato a Krestovka e risalente a circa 1,6 milioni di anni fa, è stato quello che ha rivelato più sorprese sull’evoluzione dei mammut. Si è scoperto che apparteneva a una stirpe genetica di mammut ancora sconosciuta che si discostava da un antenato comune più di 2 milioni di anni fa.
“Questa è stata una sorpresa completa per noi”, ha detto il genetista Tom van der Valk dell’Università di Uppsala in Svezia.
“Tutti gli studi svolti in passato hanno indicato l’esistenza di una sola specie di mammut in Siberia in quel momento, chiamato mammut delle steppe. Ma le nostre analisi del DNA ora mostrano che c’erano due diverse linee genetiche, che qui chiamiamo mammut Adycha e il mammut Krestovka. Non possiamo ancora dirlo con certezza, ma pensiamo che questi possano rappresentare due specie diverse “.
L’evoluzione dei mammut e il confronto del DNA
Confrontando il DNA di questi antichi mammut con quelli arrivati dopo, i ricercatori hanno scoperto che il mammut Krestovka potrebbe aver attraversato il ponte di Bering Land nel Nord America 1,5 milioni di anni fa, e non il mammut delle steppe.
Il DNA del mammut colombiano ha una miscela di Krestovka e mammut lanoso, suggerendo che i due si riprodussero quando i mammut lanosi migrarono in Nord America, producendo cosi un ibrido.
“Questa è una scoperta importante”, ha detto la paleogenetista Patricia Pečnerová dell’Università di Copenhagen in Danimarca. “Sembra che il mammut colombiano, una delle specie più iconiche dell’era glaciale del Nord America, si sia evoluto attraverso un’ibridazione avvenuta circa 420 mila anni fa”.
L’evoluzione dei mammut Adycha, sebbene più in linea con le aspettative, aveva alcuni segreti da svelare. Confrontando i genoma con quello dei mammut lanosi, il team ha cercato di capire come il mammut lanoso si è adattato a un ambiente artico ghiacciato.
I tratti associati all’adattamento, geni associati alla termoregolazione, alla crescita dei peli, al ritmo circadiano e ai depositi di grasso bianco e marrone – erano già presenti nel genoma di Adycha, ben prima che il mammut lanoso emergesse. Ma l’evoluzione dei mammut è andata avanti; il gene coinvolto nel rilevamento della temperatura, ad esempio, mostrava più varianti nei mammut lanosi successivi.
Le tecniche della squadra non funzioneranno per tutti i resti. La temperatura gelida del permafrost rallenta la degradazione del DNA, quindi i resti di un’età simile da altri luoghi sarebbero probabilmente troppo degradati; e, all’interno del permafrost, c’è un limite a quanto quel DNA è recuperabile.
“Una delle grandi domande ora è quanto indietro nel tempo possiamo andare. Non abbiamo ancora raggiunto il limite”, ha detto l’archeologo molecolare Anders Götherström del Center for Palaeogenetics.
“Un’ipotesi plausibile sarebbe che potremmo recuperare DNA vecchio di 2 milioni di anni, e possibilmente risalire addirittura a 2,6 milioni. Prima di allora, non c’era permafrost dove il DNA antico avrebbe potuto essere conservato”.
Molti esseri viventi recuperati sono state scavate dal permafrost terrestre. La ricerca dimostra quali scoperte straordinarie possono essere fatte a partire dalle ossa in passato considerate troppo antiche per tentare di studiarle.
