DNA dari sisa-sisa mamut mengungkap sejarah penghuni terakhir yang masih hidup

Sejumlah kecil mammoth berbulu terperangkap di Pulau Wrangel sekitar 10.000 tahun yang lalu ketika naiknya permukaan air laut memisahkan pulau tersebut dari daratan Siberia. Populasi hewan yang kecil dan terisolasi menyebabkan perkawinan sedarah dan cacat genetik, dan telah lama diperkirakan bahwa mamut di Pulau Wrangel akhirnya menyerah pada masalah ini sekitar 4.000 tahun yang lalu.

Namun dalam sebuah makalah yang diterbitkan di jurnal Cell pada hari Kamis, para peneliti membandingkan genom mamut liar dan mamut yang diisolasi di Pulau Wrangel berusia 50.000 tahun dan menemukan bahwa hal tersebut tidak terjadi. Apa yang ditemukan oleh penulis penelitian tidak hanya menantang pemahaman kita tentang kelompok mamut yang terisolasi dan evolusi populasi kecil, namun juga memiliki implikasi penting bagi upaya konservasi saat ini.

Kemacetan parah

Ini adalah puncak dari pengurutan genetik selama bertahun-tahun yang dilakukan oleh anggota tim internasional di balik makalah baru ini. Mereka mempelajari 21 genom mamut, 13 di antaranya baru diurutkan oleh penulis utama Marian DeHasek; Yang lainnya diurutkan bertahun-tahun yang lalu oleh rekan penulis Patricia Penerova, Fotini Canellidou, dan Heloise Müller. Genomnya diperoleh dari mamut berbulu Siberia (Mamuthus primigeneus), baik dari daratan maupun pulau sebelum dan sesudah isolasinya. Genom tertua berasal dari mamut Siberia betina, yang mati sekitar 52.300 tahun lalu. Yang termuda adalah mammoth jantan di Pulau Wrangel yang mati pada saat mammoth terakhir mati (satu diantaranya mati hanya 4.333 tahun yang lalu).

Ini merupakan periode waktu yang luar biasa dan mengungkap: Sampel yang diambil mencakup mamut dari populasi yang awalnya berukuran besar dan sehat secara genetis, kemudian melalui isolasi, dan akhirnya punah.

Tim tersebut mencatat dalam penelitian mereka bahwa mamut hidup dalam “masa yang bergejolak secara iklim”, terutama selama periode pemanasan cepat yang disebut “periode pemanasan iklim”. Liga Antar Sekolah Bowling-Allerud (kira-kira 14.700 hingga 12.900 tahun yang lalu) – periode yang menurut pendapat orang lain mungkin telah menyebabkan kepunahan mamut berbulu lokal. Namun, genom mamut yang dipelajari selama periode ini tidak menunjukkan bahwa pemanasan global mempunyai dampak berbahaya.

Dampak buruknya baru terlihat ketika penduduk di pulau itu diisolasi – dan secara radikal.

Simulasi tim menunjukkan bahwa, pada skala terkecil, total populasi mamut di Pulau Wrangel kurang dari 10 individu. Hal ini menunjukkan hambatan populasi yang parah. Hal ini terlihat secara genetik melalui peningkatan homozigositas dalam genom, yang terjadi ketika kedua orang tua menyumbangkan kromosom yang hampir identik, keduanya berasal dari nenek moyang baru. Jalur homologi genetik pada mamut yang diisolasi di Pulau Wrangel empat kali lebih besar dibandingkan jalur yang ada sebelum permukaan laut naik.

Meskipun jumlah mammoth sangat sedikit, mereka berhasil pulih. Ukuran populasi, serta tingkat perkawinan sedarah dan keragaman genetik, tetap stabil selama 6.000 tahun berikutnya hingga punah. Berbeda dengan hambatan populasi awal, tanda-tanda genetik dari waktu ke waktu tampaknya menunjukkan bahwa perkawinan sedarah pada akhirnya beralih ke perkawinan sedarah yang lebih jauh, yang mengindikasikan peningkatan populasi mamut atau perubahan perilaku.

Simulasi mereka menunjukkan bahwa ukuran populasi akan meningkat menjadi sekitar 200 hingga 300 mamut dalam waktu dua puluh generasi. Hal ini konsisten dengan lambatnya penurunan heterozigositas yang mereka temukan dalam genom.

Dampak negatif jangka panjang

Mammoth di Pulau Wrangel mungkin masih bisa bertahan meski ada banyak rintangan, dan cacat genetik yang berbahaya mungkin tidak menyebabkan kepunahannya, namun penelitian menunjukkan bahwa kisahnya rumit.

sekitar 7.608 Saat ini, Pulau Wrangel berukuran 1,2 kilometer persegi, sedikit lebih besar dari Kreta, dan menyediakan cukup banyak ruang dan sumber daya, meskipun hewan-hewan ini berukuran besar. Misalnya, selama 6.000 tahun setelah isolasi mereka, hewan-hewan ini menderita depresi perkawinan sedarah, yang mengacu pada peningkatan angka kematian akibat perkawinan sedarah dan kerugian yang diakibatkannya.

Perkawinan sedarah ini juga mendorong pemurnian mutasi berbahaya dari strain. Hal ini mungkin terdengar bagus—dan mungkin memang benar—tetapi hal ini biasanya terjadi karena individu yang membawa dua salinan mutasi berbahaya akan mati atau gagal bereproduksi. Jadi hanya baik jika populasinya dapat bertahan.

Hasil tim menunjukkan bahwa menghilangkan mutasi genetik mungkin merupakan proses evolusi yang panjang. “Pembersihan mutasi yang merusak selama lebih dari 6.000 tahun pada dasarnya menunjukkan efek negatif jangka panjang yang disebabkan oleh mutasi yang sangat merusak ini,” penulis utama Marian DeHasek, ahli paleogenetik yang menyelesaikan gelar PhD di Pusat Paleogenetika, menjelaskan kepada Ars Populasi pulau bertahan dalam jangka waktu yang lama, hal ini menunjukkan bahwa populasi tersebut menderita dampak negatif dari mutasi ini hingga punah.”