DNA mais antigo do mundo revela como os mamutes evoluíram

Sequenciamento genético de três espécimes preservados no permafrost siberiano mostrou a existência de uma linhagem até então desconhecida de mamutes

Reconstituição artística dos mamutes-da-estepe, antecessores do mamute-lanoso, com base no conhecimento genético agora disponível do mamute-adycha. Crédito: Beth Zaiken/CPG

Uma equipe internacional liderada por pesquisadores do Centro de Paleogenética de Estocolmo (Suécia) sequenciou o DNA recuperado de restos de mamutes com até 1,2 milhão de anos. As análises mostram que o mamute-columbiano (Mammuthus columbi) que habitou a América do Norte durante a última era glacial era um híbrido entre o mamute-lanoso e uma linhagem genética previamente desconhecida de mamute. Além disso, o estudo fornece novos conhecimentos sobre quando e com que rapidez os mamutes se adaptaram ao clima frio. Essas descobertas foram publicadas na revista “Nature”.

Há cerca de 1 milhão de anos, não existiam mamutes-lanosos ou mamutes-columbianos, pois eles ainda não haviam evoluído. Essa foi a época de seu predecessor, o mamute-da-estepe. Os pesquisadores agora conseguiram analisar os genomas de três mamutes antigos, usando DNA recuperado de dentes de mamute que ficaram enterrados por 0,7-1,2 milhão de anos no permafrost siberiano.

Esta é a primeira vez que o DNA de espécimes de milhões de anos de idade foi sequenciado e autenticado. Extrair o DNA das amostras foi um desafio. Os cientistas descobriram que apenas pequenas quantidades dele permaneceram nas amostras. Além disso, o DNA foi degradado em fragmentos muito pequenos.

“Este DNA é incrivelmente antigo. As amostras são mil vezes mais antigas do que os vestígios de vikings e são anteriores até à existência de humanos e neandertais”, disse Love Dalén, professor de genética evolutiva do Centro de Paleogenética de Estocolmo e autor sênior do estudo.

Dente de mamute da linhagem Krestovka. Crédito: CPG
Origem inesperada

A idade dos espécimes foi determinada com o uso de dados geológicos e do relógio molecular. Ambos os tipos de análises mostraram que dois dos espécimes têm mais de 1 milhão de anos. Já o terceiro tem cerca de 700 mil anos e representa um dos primeiros mamutes-lanosos conhecidos.

As análises dos genomas mostraram que o espécime mais antigo, com aproximadamente 1,2 milhão de anos, pertencia a uma linhagem genética de mamute até então desconhecida. Os pesquisadores se referem a ele como mamute-krestovka, com base na localidade onde foi encontrado. Os resultados mostram que o mamute-krestovka divergiu de outros mamutes siberianos há mais de 2 milhões de anos.

“Isso foi uma completa surpresa para nós. Todos os estudos anteriores indicaram que havia apenas uma espécie de mamute na Sibéria naquela época, chamado de mamute-da-estepe. Mas nossas análises de DNA agora mostram que havia duas linhagens genéticas diferentes, às quais nos referimos aqui como mamute-adycha e mamute-krestovka. Não podemos dizer com certeza ainda, mas achamos que elas podem representar duas espécies diferentes”, disse o autor principal do estudo, Tom van der Valk.

Os pesquisadores também sugerem que foram os mamutes pertencentes à linhagem Krestovka que colonizaram a América do Norte há cerca de 1,5 milhão de anos. Além disso, as análises mostram que o mamute-columbiano que habitou a América do Norte durante a última idade do gelo era um híbrido. Aproximadamente metade de seu genoma veio da linhagem Krestovka, e a outra metade, do mamute-lanoso.

Love Dalén e a coautora Patrícia Pečnerová com uma presa de mamute na Ilha Wrangel. Crédito: Gleb Danilov
Evolução e adaptação

“Esta é uma descoberta importante. Parece que o mamute-columbiano, uma das espécies mais icônicas da Idade do Gelo da América do Norte, evoluiu por meio de uma hibridização que ocorreu há aproximadamente 420 mil anos”, disse a coautora Patrícia Pečnerová.

O segundo genoma de 1 milhão de anos, do mamute-adycha, parece ter sido ancestral do mamute-lanoso. Os pesquisadores puderam, portanto, comparar seu genoma com o genoma de um dos primeiros mamutes-lanosos conhecidos, que viveu 0,7 milhão de anos atrás, bem como com os genomas de mamutes que têm apenas alguns milhares de anos. Isso possibilitou investigar como os mamutes se adaptaram a uma vida em ambientes frios e em que medida essas adaptações evoluíram durante o processo de especiação.

As análises mostraram que variantes genéticas associadas à vida no Ártico, como crescimento de pelos, termorregulação, depósitos de gordura, tolerância ao frio e ritmos circadianos, já estavam presentes no mamute de 1 milhão de anos, muito antes da origem do mamute-lanoso. Esses resultados indicam que a maioria das adaptações na linhagem do mamute ocorreu lenta e gradualmente ao longo do tempo.

“Poder rastrear mudanças genéticas em um evento de especiação é único. Nossas análises mostram que a maioria das adaptações ao frio já estavam presentes no ancestral do mamute-lanoso e não encontramos evidências de que a seleção natural foi mais rápida durante o processo de especiação”, diz o coautor principal David Díez-del-Molino.

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