最后猛犸象之谜：气候、人类或遗传都无法解释它们的灭绝 | 科学

大约 9200 年前，北半球大部分地区的冰川已经消融了几千年，一群不超过十头的猛犸象被隔离在西伯利亚最北部。冰川融化使水位上升，原本与大陆相连的地方变成了一个岛屿，今天被称为弗兰格尔岛。这是这种庞大动物的最后避难所。由于数量如此之少，进化的规律注定了它们的灭绝。但对它们基因组的研究表明，它们克服了严重的近亲繁殖，继续繁衍生息：在短短 20 代中，它们已经繁衍生息了大约 300 头，这个数字本应给它们很多生存的机会。然而，在它们从地球上消失后，它们繁衍生息了 6000 年，却突然消失了。对二十几头猛犸象的基因分析 原始猛犸象 它提供了关于可能发生在他们身上的事情的线索，但并没有解开谜团。

当亚述帝国和埃及帝国等人类帝国繁荣兴盛时，最后的猛犸象生活在兰格尔岛上。在整个冰河时代，猛犸象一直生活在包括伊比利亚半岛在内的北半球，但它们却在一千年又一千年的时间里消失了。猛犸象的消失与人类扩张以及冰河时代的结束在时间上是平行的，多年来，这一领域的科学家对此意见不一。对一些人来说，气候变化是决定性因素。对另一些人来说，是猎人给了他们最后一击。在这些方面，基因组学和古代 DNA（在苔原中比在热带森林中保存得更好）的进步为过去打开了新的窗口，并试图解决这个问题。

最雄心勃勃的努力之一刚刚发表在 科学杂志 细胞一组多年来一直在弗兰格尔进行挖掘的研究人员分析了 21 头猛犸象的基因组。这些遗传物质属于 5 万多年前的标本，这是最古老的，当时该物种处于辉煌时期，直到距今 4,300 年前。其中 14 头是最近的，是岛上的动物，涵盖了它们在弗兰格尔度过的 6,000 年时期。通过将岛民与大陆人进行比较，他们证实，正如预期的那样，出现了非常狭窄的遗传瓶颈。那段时间里，所有猛犸象都来自一个女族长。他们估计，一个象群大约有 8 名成员。由于这种深刻的创始效应，近亲繁殖是不可避免的。这导致了遗传多样性的急剧下降。因此，人们会认为遗传学会谴责它们。但事实并非如此。

“该种群非常注重近亲繁殖。很难给出确切的数字或将近亲繁殖的数量与其他物种进行比较，因为这在很大程度上取决于所用的方法或过滤类型。但如果我们将弗兰格尔的猛犸象与来自该大陆的直系祖先进​​行比较，我们会发现它们的纯合性水平是其四倍，这是近亲繁殖的一种衡量标准，”该研究的第一作者、来自 古遗传学中心是瑞典自然历史博物馆和斯德哥尔摩大学的联合组织。他的合伙人戴维·迪亚兹·德尔莫利诺补充道：“最先感到惊讶的是我们。当我们观察每个个体中存在的变异性，即遗传变异性时，我们使用的指数是杂合性。在弗兰格尔之前，这个值是 0.8。对于来自不同时期的猛犸象来说，这个值非常稳定，从 5 万年前，到 2 万年前，再到 1.2 万年前。当岛上的猛犸象数量达到 0 时，也就是不到 1 万年前，多样性值骤降到 0.4。减少了 40%”，迪亚兹·德尔莫利诺解释道。

另一个让他们感到困惑的结果与突变有关。在非常小的群体中，通过近亲繁殖，这些基因变化（其中一些可能是有害的）会增加，这是可以预料的。事实上，他们观察到缺失（由于遗传物质丢失而导致的突变）增加了 30%。但同样，这并没有谴责他们。“根据经典模型，我们认为，当一个种群很小的时候，它会积累有害的、有害的突变，因为它们无法消失。个体太少，以至于它们必须繁殖，因为如果不繁殖，种群就会消失，”迪兹·德尔莫利诺说。“当种群较大时，突变更容易消失，因为当种群数量达到数千个时，如果一个具有负面突变的个体不繁殖，什么也不会发生，”他详细说明道。但他们发现，虽然最有害的突变被清除了，但其他不那么有害的突变却积累了起来。

他们立即得到了证实：从一小群猛犸象发展到他们估计的 200 到 300 头猛犸象。对于一个比巴斯克地区稍大或比马德里自治区稍小的岛屿来说，这样的数量是相当可观的。最引人注目的是，这种增长只用了 20 代。如果与今天的大象进行比较是有效的，这意味着它们只用了大约 600 年的时间就以这种方式繁衍生息。此外，在接下来的 5,000 年里，猛犸象的数量保持相对稳定。

“这一定是一次随机事件导致它们死亡，如果没有发生，我们今天还会有猛犸象。”

洛夫·达伦（Love Dalén），国家自然历史博物馆和斯德哥尔摩大学古遗传学​​中心

这项研究的资深作者、古遗传学中心的洛夫·达伦 (Love Dalén) 在一份说明中指出：“我们现在可以放心地拒绝猛犸象种群数量太少、它们注定会因遗传原因而灭绝的想法。”事实上，他声称“这意味着杀死它们的可能是随机事件，如果没有发生那个随机事件，我们今天仍然会有猛犸象。”这就是为什么这是这项研究的另一个成果。经过数千年的相对稳定，遗传数据显示，猛犸象只用了十代（约三个世纪）就完全消失了。

但他们无法进一步找出罪魁祸首。天气本身不可能是造成如此突然消失的原因。“没有证据表明人类在岛上猎杀猛犸象，”西班牙人迪兹·德尔莫利诺强调说。事实上，我们的物种是在最后一头猛犸象死亡后约 300 年后才出现在记录中的。“鉴于我们的研究结果表明，在约 4000 年前灭绝之前，猛犸象种群数量一直保持稳定，我们认为导致猛犸象最终消失的原因一定是短暂而突然的，”他的搭档德哈斯克补充道。“这是我们进入推测领域的地方，但例如，疾病爆发、极端恶劣的天气影响食物供应或其他灾难性事件都可能导致灭绝，”她补充道。 病原体的可能性至少有一个线索：弗兰格尔的猛犸象在一组被称为主要组织相容性复合体的基因中具有非常低的多样性，该基因通常非常稳定，并且在脊椎动物的免疫反应中起着根本性的作用。这可能使它们更容易受到伤害。

“灭绝是一个非常复杂的过程，通常会有多种因素介入”

国家自然科学博物馆古生物学家 Juan L. Cantalapiedra

国家自然科学博物馆的古生物学家 Juan L. Cantalapiedra 并未参与这项研究，他强调遗传学提供了大量新信息，而几年前这是不可能的。关于研究结果，他回忆道：“灭绝是一个非常复杂的过程，通常会有多种因素介入。”一些病毒或细菌的作用吸引了他，“但病原体不会变成化石，”他回忆道。他补充说，我们必须在“永久冻土中的动物身上寻找。”

虽然本研究分析的猛犸象基因组跨越了很长的时期，但不包括该物种存在的最后 300 年。不过，研究人员最近在该岛发现了该物种历史最后时期的化石，并计划在未来进行基因组测序。也许到那时，最后的猛犸象之谜才会被揭开。

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