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最後のマンモスの謎:気候も人間も遺伝子もその絶滅を説明できない | 科学

約 9,200 年前、北半球のほとんどの地域で氷が数千年にわたって後退していたとき、10 頭にも満たないマンモスの群れがシベリアの極北に孤立していました。氷が溶けて海水位が上昇し、かつては大陸とつながっていたこの島は、今日ではウランゲル島と呼ばれています。そこはマンモスの最後の避難所でした。 この堂々とした動物数が非常に少ないため、進化の法則により絶滅が運命づけられていた。しかし、ゲノムの調査により、彼らは深刻な近親交配を克服し、勝利を収めたことが判明した。わずか20世代で、彼らはすでに約300頭にまで増えており、この数であれば生き残るチャンスは十分にあったはずである。しかし、地球上から姿を消した後、6,000年間繁栄したのと同じように、彼らは突然姿を消した。24の遺伝子分析により、彼らは突然姿を消したことが明らかになった。 オリジナルのマンモス それは彼らに何が起こったのかについての手がかりを与えているが、謎を解くものではない。アッシリアやエジプトなどの人間の帝国が繁栄していた間、最後のマンモスはランゲル島に住んでいた。氷河期の間、イベリア半島を含む北半球全体に生息していたマンモスは、何千年もの間姿を消した。マンモスの消滅と人類の拡大、そして氷河期の終わりの時間的類似性は、 科学者を長年分裂させてきた 枝分かれした。ある人にとっては気候変動が決定的な要因だった。他の人にとっては、最後の一撃を加えたのは狩猟者だった。これらの人々にとって、ゲノム科学と古代DNA(熱帯林よりもツンドラの方がよく保存されている)の進歩は過去への新たな窓を開き、問題の解決を試みている。最も野心的な取り組みの一つが、 科学雑誌 細胞何年もウランゲル島で発掘調査を続けてきた研究者グループが、21頭のマンモスのゲノムを解析した。遺伝物質は、最古のもので5万年以上前の標本に属し、この種が栄華を極めた時代からわずか4,300年前までさかのぼる。そのうち14頭、最も新しい標本は、島に生息していた動物のもので、ウランゲル島で生き延びた6,000年間をカバーしている。島民同士、および大陸のマンモスとの比較により、予想通り、非常に狭い遺伝的ボトルネックが発生していることが確認された。その時代のマンモスはすべて、1頭のメスの長老から派生した。群れは約8頭で構成されていたと推定されている。この深い創始効果により、近親交配は避けられなかった。その結果、遺伝的多様性が急激に減少した。これでは、遺伝学がマンモスを非難するだろうと予想されただろう。しかし、そうではなかった。地球上の他の地域からは絶滅した数百頭のマンモスが、マドリード州ほどの大きさしかない島で何千年もの間繁栄していましたが、わずか300年で姿を消しました。ベス・ザイケン「この集団は非常に近親婚的でした。近親交配の度合いは、使用する方法やフィルタリングの種類によって大きく左右されるため、正確な数値を示したり、他の種と比較したりすることは困難です。しかし、ウランゲルマンモスを大陸の直接の祖先と比較すると、近親交配の尺度であるホモ接合性が4倍高いことがわかりました」と、研究の筆頭著者で、カナダのマリアンヌ・デハスク氏は言う。 古遺伝学センターは、スウェーデン自然史博物館とストックホルム大学の共同組織です。彼のパートナーであるダヴィド・ディエス・デル・モリノ氏は次のように付け加えます。「最初に驚いたのは私たちです。各個体に存在する多様性、つまり遺伝的多様性を見るとき、私たちが使用する指標はヘテロ接合性です。その値はウランゲル以前の0.8でした。そして、5万年前、2万年前、1万2千年前など、非常に異なる時代のマンモスでは非常に安定しています。島にマンモスが0頭になったとき、つまり1万年未満になると、多様性の値は0.4に急落します。40%も少ないのです」とディエス・デル・モリノ氏は説明します。彼らを当惑させたもう一つの結果は、突然変異に関するものだ。近親交配を伴う非常に小さな集団では、こうした遺伝的変化が増加することが予想され、その一部は潜在的に有害である。実際、彼らは欠失(遺伝物質の喪失による突然変異)が 30% 増加したことを観察した。しかし、これもまた彼らを非難するものではなかった。「古典的なモデルに従って、集団が小さい場合、消滅させることができないため、有害で有害な突然変異が蓄積されると考えていました。個体数が非常に少ないため、繁殖しなければ集団が消滅してしまうからです」とディエス・デル・モリノは言う。「集団が大きい場合、突然変異が消滅しやすくなります。何千もの個体がいる場合、負の突然変異を持つ個体が繁殖しなければ何も起こらないからです」と彼は説明する。しかし、彼らが発見したのは、最も有害な突然変異が排除された一方で、それほど有害ではない他の突然変異が蓄積されたということだ。すぐに確認が取れた。小さな群れから、マンモスの数は 200 頭から 300 頭にまで増えたと推定される。バスク州よりやや大きく、マドリード州よりは小さい島にしては、かなりの個体数だ。最も驚くべきことは、この増加がわずか 20 世代で起きたことだ。現代のゾウとの比較が妥当であれば、そのように繁栄するのに 600 年しかかからなかったことになる。さらに、その後 5,000 年間、群れの数は比較的一定だった。「マンモスを死滅させたのは偶然の出来事だったに違いない。もしそれが起こらなかったら、今日でもマンモスは生きていただろう」国立自然史博物館とストックホルム大学の古遺伝学センターのダレンを愛しています研究の主任著者であり、古遺伝学センターのラヴ・ダレン氏はメモの中で、「個体数が少なすぎて遺伝的理由から絶滅する運命にあったという考えを、これで否定できる」と述べている。実際、同氏は「これは、おそらくマンモスを絶滅させたのは偶然の出来事だったに違いないということであり、その偶然の出来事が起こらなかったら、マンモスは今も生きていただろう」と述べている。この研究が成果の1つであるのはそのためだ。数千年にわたる比較的安定した状態の後、遺伝子データから、ケナガマンモスが完全に姿を消すまでにわずか10世代(約3世紀)しかかからなかったことが明らかになった。しかし、犯人を特定するためにそれ以上のことはできない。天候、天候では、このような突然の消失の原因にはなり得ない。「人間が島でマンモスを狩ったという証拠はない」とスペイン人のディエス・デル・モリノは強調する。実際、マンモスは最後のマンモスが死んでから約300年後に初めて記録に現れる。「私たちの研究結果では、約4,000年前に絶滅するまで、個体群は人口統計学的に安定していたことが示されているため、マンモスの最終的な消失の原因は、短期間で突然のものだったに違いないと考えています」とパートナーのデハスクは付け加える。「ここからは推測の領域に入りますが、たとえば、病気の流行、食糧の供給に影響を与える極度の悪天候、またはその他の壊滅的な出来事が崩壊の原因となった可能性があります」と彼女は付け加える。 病原体の可能性については、少なくとも1つの手がかりがある。ウランゲルマンモスは、通常は非常に安定しており、動物の免疫反応において基本的な役割を果たす主要組織適合遺伝子複合体と呼ばれる遺伝子セットの多様性が非常に低かった。脊椎動物。これにより、マンモスはより脆弱になった可能性がある。「絶滅は、通常、複数の要因が介入する非常に複雑なプロセスです。」国立自然科学博物館の古生物学者、フアン・L・カンタラピエドラ氏この研究には参加していない国立自然科学博物館の古生物学者フアン・L・カンタラピエドラは、遺伝学がもたらす新しい情報の量を強調している。これは数年前には不可能だったことだ。研究結果について、彼は「絶滅は複数の要因が介在する非常に複雑なプロセスである」と回想する。ウイルスや細菌の役割は彼を惹きつけるが、「病原体は化石化しない」と彼は回想する。彼は「永久凍土に凍った動物を調べる必要がある」と付け加える。この研究で分析されたマンモスのゲノムは長期間にわたるが、この種が存在した最後の300年間は含まれていない。しかし、研究者らは最近、島でマンモスの歴史の後半の化石を発掘しており、将来的にはゲノム配列の解析を行う予定だ。そうすれば、最後のマンモスの謎が明らかになるかもしれない。フォローできます マテリア で フェイスブック、 バツ e インスタグラムまたはこちらから登録して 週刊ニュースレター。 #最後のマンモスの謎気候も人間も遺伝子もその絶滅を説明できない #科学

最後のマンモスの謎:気候も人間も遺伝子もその絶滅を説明できない | 科学

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2024-06-27 15:00:10

約 9,200 年前、北半球のほとんどの地域で氷が数千年にわたって後退していたとき、10 頭にも満たないマンモスの群れがシベリアの極北に孤立していました。氷が溶けて海水位が上昇し、かつては大陸とつながっていたこの島は、今日ではウランゲル島と呼ばれています。そこはマンモスの最後の避難所でした。 この堂々とした動物数が非常に少ないため、進化の法則により絶滅が運命づけられていた。しかし、ゲノムの調査により、彼らは深刻な近親交配を克服し、勝利を収めたことが判明した。わずか20世代で、彼らはすでに約300頭にまで増えており、この数であれば生き残るチャンスは十分にあったはずである。しかし、地球上から姿を消した後、6,000年間繁栄したのと同じように、彼らは突然姿を消した。24の遺伝子分析により、彼らは突然姿を消したことが明らかになった。 オリジナルのマンモス それは彼らに何が起こったのかについての手がかりを与えているが、謎を解くものではない。

アッシリアやエジプトなどの人間の帝国が繁栄していた間、最後のマンモスはランゲル島に住んでいた。氷河期の間、イベリア半島を含む北半球全体に生息していたマンモスは、何千年もの間姿を消した。マンモスの消滅と人類の拡大、そして氷河期の終わりの時間的類似性は、 科学者を長年分裂させてきた 枝分かれした。ある人にとっては気候変動が決定的な要因だった。他の人にとっては、最後の一撃を加えたのは狩猟者だった。これらの人々にとって、ゲノム科学と古代DNA(熱帯林よりもツンドラの方がよく保存されている)の進歩は過去への新たな窓を開き、問題の解決を試みている。

最も野心的な取り組みの一つが、 科学雑誌 細胞何年もウランゲル島で発掘調査を続けてきた研究者グループが、21頭のマンモスのゲノムを解析した。遺伝物質は、最古のもので5万年以上前の標本に属し、この種が栄華を極めた時代からわずか4,300年前までさかのぼる。そのうち14頭、最も新しい標本は、島に生息していた動物のもので、ウランゲル島で生き延びた6,000年間をカバーしている。島民同士、および大陸のマンモスとの比較により、予想通り、非常に狭い遺伝的ボトルネックが発生していることが確認された。その時代のマンモスはすべて、1頭のメスの長老から派生した。群れは約8頭で構成されていたと推定されている。この深い創始効果により、近親交配は避けられなかった。その結果、遺伝的多様性が急激に減少した。これでは、遺伝学がマンモスを非難するだろうと予想されただろう。しかし、そうではなかった。

地球上の他の地域からは絶滅した数百頭のマンモスが、マドリード州ほどの大きさしかない島で何千年もの間繁栄していましたが、わずか300年で姿を消しました。ベス・ザイケン

「この集団は非常に近親婚的でした。近親交配の度合いは、使用する方法やフィルタリングの種類によって大きく左右されるため、正確な数値を示したり、他の種と比較したりすることは困難です。しかし、ウランゲルマンモスを大陸の直接の祖先と比較すると、近親交配の尺度であるホモ接合性が4倍高いことがわかりました」と、研究の筆頭著者で、カナダのマリアンヌ・デハスク氏は言う。 古遺伝学センターは、スウェーデン自然史博物館とストックホルム大学の共同組織です。彼のパートナーであるダヴィド・ディエス・デル・モリノ氏は次のように付け加えます。「最初に驚いたのは私たちです。各個体に存在する多様性、つまり遺伝的多様性を見るとき、私たちが使用する指標はヘテロ接合性です。その値はウランゲル以前の0.8でした。そして、5万年前、2万年前、1万2千年前など、非常に異なる時代のマンモスでは非常に安定しています。島にマンモスが0頭になったとき、つまり1万年未満になると、多様性の値は0.4に急落します。40%も少ないのです」とディエス・デル・モリノ氏は説明します。

彼らを当惑させたもう一つの結果は、突然変異に関するものだ。近親交配を伴う非常に小さな集団では、こうした遺伝的変化が増加することが予想され、その一部は潜在的に有害である。実際、彼らは欠失(遺伝物質の喪失による突然変異)が 30% 増加したことを観察した。しかし、これもまた彼らを非難するものではなかった。「古典的なモデルに従って、集団が小さい場合、消滅させることができないため、有害で有害な突然変異が蓄積されると考えていました。個体数が非常に少ないため、繁殖しなければ集団が消滅してしまうからです」とディエス・デル・モリノは言う。「集団が大きい場合、突然変異が消滅しやすくなります。何千もの個体がいる場合、負の突然変異を持つ個体が繁殖しなければ何も起こらないからです」と彼は説明する。しかし、彼らが発見したのは、最も有害な突然変異が排除された一方で、それほど有害ではない他の突然変異が蓄積されたということだ。

すぐに確認が取れた。小さな群れから、マンモスの数は 200 頭から 300 頭にまで増えたと推定される。バスク州よりやや大きく、マドリード州よりは小さい島にしては、かなりの個体数だ。最も驚くべきことは、この増加がわずか 20 世代で起きたことだ。現代のゾウとの比較が妥当であれば、そのように繁栄するのに 600 年しかかからなかったことになる。さらに、その後 5,000 年間、群れの数は比較的一定だった。

「マンモスを死滅させたのは偶然の出来事だったに違いない。もしそれが起こらなかったら、今日でもマンモスは生きていただろう」

国立自然史博物館とストックホルム大学の古遺伝学センターのダレンを愛しています

研究の主任著者であり、古遺伝学センターのラヴ・ダレン氏はメモの中で、「個体数が少なすぎて遺伝的理由から絶滅する運命にあったという考えを、これで否定できる」と述べている。実際、同氏は「これは、おそらくマンモスを絶滅させたのは偶然の出来事だったに違いないということであり、その偶然の出来事が起こらなかったら、マンモスは今も生きていただろう」と述べている。この研究が成果の1つであるのはそのためだ。数千年にわたる比較的安定した状態の後、遺伝子データから、ケナガマンモスが完全に姿を消すまでにわずか10世代(約3世紀)しかかからなかったことが明らかになった。

しかし、犯人を特定するためにそれ以上のことはできない。天候、天候では、このような突然の消失の原因にはなり得ない。「人間が島でマンモスを狩ったという証拠はない」とスペイン人のディエス・デル・モリノは強調する。実際、マンモスは最後のマンモスが死んでから約300年後に初めて記録に現れる。「私たちの研究結果では、約4,000年前に絶滅するまで、個体群は人口統計学的に安定していたことが示されているため、マンモスの最終的な消失の原因は、短期間で突然のものだったに違いないと考えています」とパートナーのデハスクは付け加える。「ここからは推測の領域に入りますが、たとえば、病気の流行、食糧の供給に影響を与える極度の悪天候、またはその他の壊滅的な出来事が崩壊の原因となった可能性があります」と彼女は付け加える。 病原体の可能性については、少なくとも1つの手がかりがある。ウランゲルマンモスは、通常は非常に安定しており、動物の免疫反応において基本的な役割を果たす主要組織適合遺伝子複合体と呼ばれる遺伝子セットの多様性が非常に低かった。脊椎動物。これにより、マンモスはより脆弱になった可能性がある。

「絶滅は、通常、複数の要因が介入する非常に複雑なプロセスです。」

国立自然科学博物館の古生物学者、フアン・L・カンタラピエドラ氏

この研究には参加していない国立自然科学博物館の古生物学者フアン・L・カンタラピエドラは、遺伝学がもたらす新しい情報の量を強調している。これは数年前には不可能だったことだ。研究結果について、彼は「絶滅は複数の要因が介在する非常に複雑なプロセスである」と回想する。ウイルスや細菌の役割は彼を惹きつけるが、「病原体は化石化しない」と彼は回想する。彼は「永久凍土に凍った動物を調べる必要がある」と付け加える。

この研究で分析されたマンモスのゲノムは長期間にわたるが、この種が存在した最後の300年間は含まれていない。しかし、研究者らは最近、島でマンモスの歴史の後半の化石を発掘しており、将来的にはゲノム配列の解析を行う予定だ。そうすれば、最後のマンモスの謎が明らかになるかもしれない。

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執筆者について: nipponese

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