Milioi eta erdi urteko gene-bilduma

Koldo Garcia

Mamutek leku berezia dute imajinario kolektiboan. Hitz hori irakurtzean elefante itxurako animalia erraldoi iletsu horiek irudikatzen ditugu Siberiako estepa izoztuetan. Irudi horri, agian, gure arbaso urrunena ere gehitzen dizkiogu, animalia hauek elurretan ehizatzen.

Hala ere, mamut-espezie guztiak ez ziren iletsuak –iparraldean bizi ziren mamut-espezieen ezaugarria zen– eta, bai, mamut-espezie gehienek hortz luze eta kurbatuak zituzten. Animalia hauek orain dela bost milioi urtetik duela lau mila urte arte bizi izan ziren eta talde honen espezie ezagunenen artean aipa daitezke estepako mamuta (Mammuthus trogontherii) –Eurasiako Iparraldean bizi zen mamuta–, mamut iletsua (Mammuthus primigenius) –Asiako Ekialdean bizi zen mamuta, gure imajinarioan dagoen espeziea, hain zuen ere– eta Columbiako mamuta (Mammuthus columbi) –Ipar Amerikan bizi zen mamuta–. Esan bezala, orain dela lau mila urte desagertu ziren, agian kliman gertatutako aldaketengatik, agian gizakiaren eraginagatik. Hori horrela izanda, desagertuta egonda, haien genetikari buruz zerbait jakin dezakegu?

Antzinako DNA izena ematen zaio antzinako laginetatik eskuratzen den DNAri. Denborarekin, hainbat prozesuren ondorioz, DNA degradatzen doa eta gene-material berria baino zatikatuagoa eskuratzen da. Degradatua eta zatitua egoteak DNA sekuentziatzea zailtzen badu ere, antzinako DNA aztertzeko teknikak hobetu dira, eta horrek ahalbidetu egin du halako DNA aztertzea. Orain arte, sekuentziatzea lortu zen laginik zaharrena eskuratu zen orain dela 560.000 eta 780.000 urte bitartean bizi izan zen zaldi baten hankatik. Lan berri batek marka guztiak hautsi ditu eta halako laginek irauteko duten gaitasunaren muga teorikora hurbildu da.

1970eko hamarkadan Siberian egindako indusketetan mamuten hiru hortz berreskuratu ziren. Krestovka izena jarri zioten hortza estepetako mamut batena zen, orain dela 1,1 eta 1,6 milioi urte bitartekoa; Adycha izena jarri zioten hortza ere estepetako mamut batena zen, orain dela 1-1,3 urtekoa; azkenik, Chukochya izena jarri zioten hortza, aldiz, mamut iletsu batena zen, orain dela 500.000-600.000 urte bitartekoa. Hortz horiek ondo kontserbatuta zeuden Siberiako permafrostean zeudelako, hau da, beti izoztuta dagoen lurzoruan lurperatuta zeudelako. Orain, hortz horietan gordeta zegoen gene-materiala sekuentziatzeko gai izan dira sekuentziazioan eta konputazioan egon diren aurrerakuntzei esker. Horrela, gai izan dira Krestovka hortzetik 49 milioi DNA letra eskuratzeko, Adychatik 884 milioi DNA letra, eta Chukochyatik 3,7 mila milioi DNA letra. Balentria hau lortu duten ikertzaileek onartzen dute DNA oso zatituta zegoela eta laginak berriagoak izan balira, baztertu egingo zituztela. Baina laginak hain zaharrak izanik, saiatzeak merezi zuela erabaki zuten. Orain, emaitzak ikusita, espero dute beste ikertzaile-talde batzuk ere saiatzea halako laginetatik gene-informazioa eskuratzen, lagin guztiak aproposak ez badira ere.

Izoztutako gene-materiala oso erabilgarria da espezieen eboluzioa aztertzeko. Denbora puntu ezberdinetako laginak edukitzeari esker, espeziaren garapenari buruzko informazio baliagarria lortzen da. Hala, mamut espezie ezberdinen gene-materiala erkatuz, ikertzaileek ikusi zuten Adycha eta Chukochya mamut iletsuen leinukoak zirela; lehenengoa sabanako mamutetik gertuago, bestea mamut iletsuen aitzindarietatik gertuago. Krestovkaren kasua, aldiz, harrigarriagoa izan zen. Gene-analisiek ondorioztatu zuten Krestovka orain arte ezezaguna zen mamut-leinu batekoa zela eta leinu hori mamut iletsuko leinuarekin gurutzatu zela –hots, hibridatu zela—Columbiako mamutaren sorreran. Izan ere, Columbiako mamutaren genomaren %40ren jatorria leinu ezezagun horretan egongo litzateke, eta gainontzeko %60 mamut iletsuan, orain dela 420 mila urte baino gehiago gertatu zen nahastekaren ondorioz. Orain gutxira arte uste zen espezie berriak isolamenduaren ondorioz sortzen zirela, hau da, espezie bereko bi populazio elkarrengandik aldentzen zirenean. Azken aldian, gero eta indar gehiago hartzen ari da espezie bat nahasketaren ondorioz sor daitekeela, baina lehen aldia da antzinako DNAn oinarrituta halako ondoriora heltzen dela.

Lortutako gene-datuei esker, mamut iletsuaren eboluzioa azter daiteke eta jakin noiz gertatu ziren hotzari aurre egiteko eta habitat irekietan bizitzeko eboluzio-moldaketak. Adycharen eta Chukochyaren gene-sekuentziak erkatu zituzten Afrikako eta Asiako elefanteen gene-sekuentziekin eta ikusi zuten jada Adychan eta Chukochyan agertzen zirela mamuten espezifikoak ziren gene-aldaerak. Izan ere, mamut iletsuaren kasuan, ilearen hazkundean, erritmo zirkadianoan, tenperatura nabaritzean eta gantzen metaketan parte hartzen duten gene-aldaera gehienak Adycha eta Chukochyan hortzetan ere aurkitu zituzten. Hau da, estepako mamuten aitzindariek ere garatuta zuten ilea, eta hotzari eta latitude altuei aurre egiteko moldapenak. Salbuespen aipagarriena TRPV3 genea izan zen. Gene hori mamut iletsuan sakonean aztertu izan da tenperatura nabaritzen eta ilearen hazkundean parte har dezakeelako. Bada, mamut iletsuaren aitzindari den Chukochyan ez dituzte mamut iletsuan dauden gene-aldaerak detektatu gene horretan. Ondorioz, ikertzaileek iradokitzen dute gene horretan zeuden mutazioak mamut iletsuaren eboluzioan zehar gertatu zirela, hau da, mamut iletsuaren eboluzioan zehar gertatu den moldapena direla.

Permafrostean izoztutako hiru hortz horiek mamutei buruzko zehaztasun berriak eman dizkigute, mamut espezieen bilakaerari eta eboluzioari buruz, hain zuzen ere. Adituek iradokitzen dute hainbat espezieri buruzko –hala nola, idi musketaduna, altzea eta leminga– gene-informazioa ere permafrostean izoztuta egongo dela eta, ondorioz, espezie horiei buruzko zehaztasunak nork aurkituko zain daudela.

Hala ere, permafrostaren muga 2,6 milioi urtekoa da, ordukoak baitira lehenengo izozteak latitude altuetan. Hortaz, teorikoki, posible litzateke bertan dagoen material genetikoa eskuratzea eta sekuentziatzea. Horrela, hainbat espezieren eboluzioa hobeto ulertzeko aukera zabaltzen da eta espeziazioa denboran zehar nola gertatzen den aztertzeko gene-informazioa izango genuke. Baina, horretarako, beharrezkoa da lagin egokiak aurkitzea eta aldaketa klimatikoaren ondorioz permafrosta ez desegitea. Antzinako zenbat gene-bilduma degradatu eta galduko ote dira izoztuta zeuden parajeen beroketagatik?

Iturria:

Callawat, E. (2021). Million-year-old mammoth genomes shatter record for oldest ancient DNA. Nature, 590, 537-538. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00436-x

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.