Nghiên cứu mới đặt ra nghi ngờ về điều gì đã giết chết con voi ma mút còn sống cuối cùng

Những con voi ma mút cuối cùng còn sống trên Trái đất đã không chịu thua cận huyết sau hàng trăm thế hệ, mặc dù bị mắc kẹt trên một hòn đảo xa xôi ngoài khơi Siberia. Đó là phát hiện của nghiên cứu được công bố hôm nay trên tạp chí Cell , trong đó đã thẩm vấn 21 bộ gen của voi ma mút lông xoăn để hiểu sự đa dạng di truyền của quần thể có thể đóng vai trò như thế nào trong sự tuyệt chủng của loài voi ma mút khổng lồ.

Voi ma mút lông xù ( Mammuthus primigenius ) là họ hàng với voi lớn, thích nghi với cái lạnh và nổi tiếng với bộ lông xù xì. Những con voi ma mút cuối cùng vẫn tồn tại trên đảo Wrangel, một vùng đất phía bắc Siberia bị cắt khỏi lục địa châu Á khoảng 10.000 năm trước khi mực nước biển dâng cao. Voi ma mút ở Đảo Wrangel đã tuyệt chủng gần đây đến mức chúng chia sẻ hành tinh này với Kim tự tháp Giza vĩ đại, được xây dựng ở Ai Cập vào khoảng năm 2560 trước Công nguyên. Nhưng hoàn cảnh tuyệt chủng của chúng vẫn còn là điều bí ẩn; Mặc dù nghiên cứu mới không xác định chính xác nguyên nhân khiến các loài động vật biến mất nhưng nó phát hiện ra rằng sự suy giảm đa dạng di truyền không phải là nguyên nhân sâu xa.

Marianne Dehasque, nhà di truyền học tại Trung tâm Cổ sinh vật học ở Stockholm và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Sự đa dạng di truyền trong quần thể rất quan trọng đối với khả năng phục hồi trước những thay đổi của môi trường”. Dehasque nói thêm: “Chúng tôi nghĩ rằng điều gì đó rất ngắn và đột ngột chắc chắn đã gây ra sự diệt vong của quần thể voi ma mút cuối cùng, nhưng “cho đến khi chúng tôi có bộ gen gần với sự tuyệt chủng của loài voi ma mút, thì vẫn chỉ là suy đoán về điều gì đã xảy ra chính xác”.

Nhóm nghiên cứu đã phân tích 21 bộ gen của voi ma mút có độ bao phủ cao, có độ tuổi từ khoảng 52.300 năm trước đến chỉ 4.333 năm trước, ngay trước khi loài này tuyệt chủng. Mười bốn bộ gen trong số đó là của các cá thể trên Đảo Wrangel và bảy bộ gen là của các quần thể Siberia trước khi hòn đảo này tách khỏi đất liền. Họ đã tiến hành mô phỏng quần thể voi ma mút ở Đảo Wrangel để tìm ra các kịch bản tiềm ẩn về nguồn gốc của quần thể, cũng như sự gia tăng và thu hẹp của quần thể qua các thế hệ. Các nhà nghiên cứu kết luận rằng kịch bản có khả năng xảy ra nhất là quần thể Đảo Wrangel bắt đầu chỉ với 8 cá thể, cho hoặc bớt một ít. Sau sự kiện gần như tuyệt chủng này, voi ma mút Đảo Wrangel nhanh chóng tăng lên vài trăm cá thể trong 20 thế hệ tiếp theo và tồn tại thêm 6.000 năm nữa trước khi loài động vật này thực sự biến mất khỏi Trái đất.

Love Dalén cho biết: “Chúng ta cũng có thể thấy trong dữ liệu gen rằng các cá thể voi ma mút bị ảnh hưởng bởi các đột biến có hại trong hàng nghìn năm sau nút thắt cổ chai, mặc dù cái gọi là suy thoái cận huyết này không đủ nghiêm trọng để khiến quần thể dần dần suy giảm đến mức tuyệt chủng”. , một nhà di truyền học tiến hóa cũng tại Trung tâm Cổ sinh vật học và là đồng tác giả của bài báo, trong một email gửi tới Gizmodo. “Nhìn chung, những kết quả này bác bỏ các giả thuyết trước đó cho rằng vấn đề di truyền đã gây ra sự tuyệt chủng, và thay vào đó chỉ ra sự thay đổi nhanh chóng trong môi trường là nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng khoảng 4.000 năm trước, chẳng hạn như bệnh tật, nhiễu loạn khí hậu hoặc cháy rừng”. Thật kỳ lạ khi nghĩ rằng nếu không có một số dịch bệnh bùng phát hoặc voi ma mút cháy rừng vẫn còn lang thang trên hành tinh của chúng ta ngày nay, nhưng đó là khả năng được đề xuất trong bài báo gần đây.

Dalén lưu ý rằng hầu hết các sinh vật sống sinh ra nhiều con hơn mức cần thiết để duy trì dân số ổn định, nhưng nhiều yếu tố khác nhau có thể làm giảm quy mô quần thể và gây ra suy thoái cận huyết và trôi dạt di truyền. Mặc dù các cá thể voi ma mút có thể phải chịu những tác động tiêu cực của việc cận huyết này, nhưng toàn bộ quần thể voi ma mút có thể gánh chịu mọi tác động có hại. Theo bài báo, quần thể đảo Wrangel có dấu hiệu loại bỏ những đột biến có hại nhất khỏi di truyền của nó, nhưng vẫn tiếp tục tích lũy những đột biến có hại nhẹ cho đến khi loài động vật này tuyệt chủng.

Bên cạnh thông tin di truyền, ngà voi ma mút còn chứa đựng rất nhiều thông tin về động vật có vòi thời tiền sử và cách chúng sống, từ thức ăn chúng ăn cho đến những con voi ma mút khác mà chúng chiến đấu. Đầu năm nay, một nhóm đã theo dõi chuyển động của một con voi ma mút 14.000 năm tuổi qua Alaska dựa trên các chất đồng vị trong ngà của nó; Trở lại năm 2021, một nhóm bao gồm Dalén và Dehasque đã tìm thấy DNA cổ nhất từ ​​một chiếc ngà voi ma mút hàng triệu năm tuổi.

Mặc dù nghiên cứu không giải quyết được điều gì đã xảy ra với con voi ma mút cuối cùng nhưng nhóm nghiên cứu đang tiến gần hơn đến câu trả lời. Tiếp theo, họ có kế hoạch giải quyết DNA của voi ma mút thậm chí còn trẻ hơn — tức là những con voi ma mút sống gần thời điểm tuyệt chủng hơn.

Dehasque cho biết: “Chúng tôi có một số mẫu voi ma mút khoảng 4.100 năm tuổi. “Chất lượng DNA trong các mẫu này không cao, nhưng do các phương pháp không ngừng được cải tiến, chúng tôi hy vọng sẽ sớm có dữ liệu bộ gen của ít nhất một trong số các mẫu này”.

Trong khi chiếc đinh trong quan tài dành cho voi ma mút Đảo Wrangel vẫn chưa rõ ràng, thì chữ viết trên tường dành cho loài này vẫn còn. Một bài báo năm 2021 được xuất bản bởi một nhóm các nhà nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng biến đổi khí hậu — hành tinh của chúng ta thoát khỏi Kỷ băng hà cuối cùng, trái ngược với sự nóng lên nhanh chóng hơn do con người gây ra mà chúng ta thấy ngày nay — đã làm giảm nguồn thức ăn của voi ma mút, cuối cùng khiến chúng tuyệt chủng.

Đang tiến gần hơn đến thời điểm tuyệt chủng, các nhà cổ sinh vật học đang hiểu rõ hơn về chính xác nguyên nhân khiến những người khổng lồ Kỷ Băng hà biến mất. Dù nguyên nhân là gì, nó có thể mang lại bài học cho các quần thể động vật nhỏ khác ngày nay, chẳng hạn như loài kākāpō đáng yêu, thuần chủng ở New Zealand và vaquita ở Baja California, trong đó chỉ còn lại khoảng 10 con .

Sự tuyệt chủng đôi khi xảy ra từ từ nhưng sau đó lại diễn ra ngay lập tức. Trường hợp cổ xưa về loài voi ma mút lông xù dường như cũng đi theo xu hướng đó – nhưng điều gì cuối cùng đã giết chết loài voi ma mút lông xù này vẫn còn là điều chưa rõ.

Xem thêm : Tại sao bộ gen không thể mang lại một loài động vật đã tuyệt chủng