Ryhmä tutkijoita Suomen yliopistosta on onnistuneesti palauttanut geneettisen informaation bakteereista, jotka löydettiin steppimammuttien jäännöksistä, jotka elivät yli miljoona vuotta sitten. Cell-lehdessä julkaistu tutkimus keskittyy vanhimman isäntään liittyvän DNA:n saamiseen, mikä auttaa ymmärtämään paremmin bakteerien evoluutiota.
Sisällysluettelo
Tulokset antavat meille mahdollisuuden analysoida paitsi näiden sukupuuttoon kuolleiden eläinten genomin, myös niiden kanssa rinnakkain eläneitä mikrobiyhteisöjä, mikä tarjoaa ainutlaatuista tietoa. Tämä tieto voi auttaa meitä ymmärtämään, miten mikrobit vaikuttivat pleistoseenikauden megafaunan terveyteen ja sukupuuttoon.
Kuinka he onnistuivat löytämään vanhimman tunnetun mikrobisen DNA:n?
Tutkijat tutkivat 483 mammutin jäännöstä, mukaan lukien juurihampaat, syöksyhampaat ja luut, joiden ikä on jopa 1,1 miljoonaa vuotta. Suurinta osaa näistä näytteistä ei ollut aiemmin analysoitu.
Käyttämällä edistyneitä genomiikan ja bioinformatiikan menetelmiä ryhmä pystyi erottamaan mammuttien mikrobiomiin kuuluneet mikrobit niistä, jotka olivat kolonisoineet jäännökset niiden kuoleman jälkeen.
Tutkimuksen aikana löydettiin kuusi bakteeriryhmää, jotka olivat pysyvästi yhteydessä mammutteihin. Jotkut näistä mikrobeista kuuluvat nykyisin tunnettuihin sukuun, kuten Actinobacillus, Pasteurella, Streptococcus ja Erysipelothrix.
Niiden genomien osittainen rekonstruointi antoi meille mahdollisuuden dokumentoida vanhimman mikrobin DNA:n, joka on koskaan saatu eläinperäisestä isännästä.
Näiden mikrobien vaikutus mammuttien terveyteen ja evoluutioon
Näiden mikrobien läsnäolo herättää kysymyksiä bakteerien mahdollisesta vaikutuksesta mammuttien elämään ja terveyteen. Esimerkiksi Pasteurella-sukuun kuuluva bakteeri liittyy nykyään kuolemaan johtaneisiin tautiepidemioihin afrikkalaisissa norsuissa, jotka ovat mammuttien nykyisiä sukulaisia. Tämä viittaa siihen, että nämä eläimet saattoivat olla alttiita samanlaisille infektioille.
Vaikka DNA:n hajoaminen vaikeuttaa näiden bakteerien tarkan vaikutuksen määrittämistä, tiedot viittaavat siihen, että jotkut mikrobikannat ovat eläneet mammuttien kanssa satojen tuhansien vuosien ajan . Tämä löytö valaisee sitä, miten mikrobit ovat voineet vaikuttaa lajin sopeutumiseen, vastustuskykyyn tauteja vastaan ja lopulta sen sukupuuttoon.
Mikro-organismien genomit kehittyvät nopeasti, mikä vaikeuttaa muinaisten lajien tutkimista. Tutkijoiden mukaan yli miljoona vuotta vanhan DNA:n luotettavien tietojen saamiseksi oli analysoitava voimakkaasti hajonneita fragmentteja ja verrattava niitä nykyisiin bakteerien sukulaisiin.
Tulokset osoittavat, että tietyt mikrobilinjat säilyivät pitkään ja hyvin erilaisissa maantieteellisissä alueissa yli miljoona vuotta sitten ja viimeisten villamammuttien aikaan noin 4000 vuotta sitten. Tämä viittaa siihen, että jotkut isännän ja mikrobin väliset suhteet pysyivät vakaina ajan kuluessa.
Ovet avoinna paleomikrobiologialle
Muinaisen mikrobisen DNA:n löytäminen avaa tien tutkimuksille, jotka ulottuvat mammuttien genomien ulkopuolelle. Nyt on mahdollista tutkia niiden mikrobiomeja ja saada tietoa sukupuuttoon kuolleiden mikrobien sairauksista, sopeutumisesta ja ekologiasta.
Tällainen lähestymistapa antaa meille mahdollisuuden tutkia, kuinka mikro-organismit ovat voineet vaikuttaa megafaunan elämään ja sukupuuttoon, ja tarjoaa tietoja, jotka täydentävät perinteistä paleogenetiikkaa, joka keskittyy isännän DNA:han.
Samaan aikaan sekvensoinnin ja bioinformatiikan analyysin edistys helpottaa muinaisten mikro-organismien osittaista rekonstruointia, vaikka niiden elvyttäminen on edelleen mahdotonta DNA:n fragmentoitumisen vuoksi.
Lopuksi on syytä huomata, että tämä tutkimus tarjoaa perustan verrata mikro-organismien evoluutiota sukupuuttoon kuolleiden lajien ja niiden nykyisten sukulaisten, kuten afrikkalaisten ja aasialaisten norsujen, välillä.
