Новые подробности эволюционной истории мастодонтов

С момента появления новых палеонтологических и молекулярных данных таксономия североамериканских мастодонтов претерпела существенные изменения. В XIX — начале XX веков род Mammut состоял из многих видов, которые впоследствии объединили в один позднеплейстоценовый вид (Mammut americanum), после чего они снова оказались разделены на два совместно встречающихся позднеплейстоценовых таксона: американского мастодонта (M. americanum) и тихоокеанского мастодонта (Mammut pacificus). Предыдущие исследования древней ДНК останков мастодонтов из водохранилища Американ-Фолс показали, что они не были отдельными видами, а являлись частью клады мастодонтов, которая относилась преимущественно к морской изотопной стадии 5 (MIS 5, геологическая эпоха, охватывающая период с 130 000 до 80 000 лет назад).

Команда ученых из США и Канады секвенировала митохондриальный геном тихоокеанского мастодонта, морфологически отличающегося от других, а также шести восточноамериканских мастодонтов, возраст которых охватывает средний и поздний плейстоцен. Анализ подтвердил, что тихоокеанский мастодонт относится к отдельной кладе мастодонтов. Также ученые обнаружили новые клады мастодонтов и доказали, что эти животные были чувствительны к ледниковым/межледниковым циклам на обеих прибрежных окраинах континента.

Исследователи реконструировали шесть полных митохондриальных геномов из образцов мастодонтов возрастом от 11,5 до 53 тыс. лет — пять из Новой Шотландии и банки Джорджес (так называется океаническая мель в этом регионе), а один из Туалатина, штат Орегон. Также им удалось восстановить частичный митохондриальный геном мастодонта из Северного Онтарио. Туалатинский мастодонт был идентифицирован как M. pacificus — авторы работы пришли к такому выводу, опираясь в том числе на морфологические характеристики найденного зуба. Это делает его первым тихоокеанским мастодонтом, обнаруженным в Орегоне, и расширяет известный ареал обитания до северо-запада Тихого океана.

Моляр (М3) туалатинского мастодонта.
Credit:
Science Advances (2025). DOI:  10.1126/sciadv.adw2240 | CC BY-NC

Генетически туалатинский мастодонт оказался ближе всего к одиночному образцу из центральной Альберты, и ученые объединили их в отдельную небольшую кладу.

Ученым пока не удалось установить точную принадлежность генома позднеплейстоценового мастодонта из центральной Мексики (DP1296). Возникло предположение, что он может представлять собой еще одну, пока не идентифицированную, «видовую» митохондриальную линию мастодонтов, отнесенную к южным регионам континента. По другой версии, он относится к тихоокеанским мастодонтам, чей ареал простирался за пределы континентальной части США из-за миграций.

Филогенетические связи митохондриальных геномов пяти мастодонтов с восточного побережья и частичного митохондриального генома мастодонта из Северного Онтарио выявили разнообразие, неожиданное для их географической близости. Авторы выделили несколько клад и линий, различающихся по возрасту и времени заселения региона. Наиболее древним оказался мастодонт из Литл-Нарроуc — его возраст составил около 358 тыс. лет, что делает его самым старым секвенированным мастодонтом. Примечательно, что этот образец был обнаружен в условиях, не связанных с вечной мерзлотой. Это свидетельствует о том, что гипсовые карстовые воронки могут способствовать сохранению останков в условиях умеренного климата.

Разнообразие митохондриальных геномов мастодонтов восточного побережья указало на несколько волн их проникновения в регион в среднем и позднем плейстоцене. Вероятно, найденные клады и линии отражают более обширные популяции, расширявшиеся вслед за климатическими изменениями. Хотя точные связи с ледниковыми периодами установить трудно, исследование подтверждает, что подобные циклы расселения и вымирания были характерны для разных регионов Северной Америки.

Микрофлора мегафауны. Палеогенетики получили геномы бактерий мамонтов