מחקר, שהשווה גנומים של ממותה צמרית עם פילים של ימינו, חשף תכונות מפתח שהגדירו את המין, כמו מעטה פרוותי צמרי, מצבורי שומן גדולים ואוזניים קטנות - תכונות שכבר היו קיימות בקרב ממותות צמריות קדומות, לפני 700 אלף שנה ויותר - מה שנתן תובנות לגבי האבולוציה של ממותות צמריות והסתגלותן לסביבות קרות.
צוות חוקרים השווה את הגנום של הממותות הצמריות עם הפילים המודרניים על מנת לגלות מה הפך את הממותות הצמריות לייחודיות, הן כאינדיבידואלים והן כמין. ממצאי המחקר, שפורסמו בכתב העת Current Biology, גילו כי רבים מהמאפיינים הבולטים של הממותה הצמרית - כולל המעטה הפרוותי שכיסה את גופה ותכולת השומן הגבוהה - כבר היו מקודדים גנטית בממותות הצמריות המוקדמות ביותר, אך תכונות אלו ואחרות הפכו מוגדרות יותר במהלך 700 אלף שנות קיומו של המין.
בנוסף, גילו החוקרים גן עם כמה מוטציות שייתכן שהיו אחראיות לאוזניים הזעירות של הממותה הצמרית. "רצינו לדעת מה הופך ממותה לממותה צמרית", אמר הפלאוגנטיקאי ואחד ממחברי המחקר דיוויד דיאז-דל-מולינו מהמרכז לפלאוגנטיקה בשטוקהולם. "לממותות צמריות יש כמה מאפיינים מורפולוגיים מאוד אופייניים, כמו הפרווה העבה והאוזניים הקטנות שלהן, בהתבסס על איך נראות דגימות קפואות, אבל יש גם הרבה התאמות אחרות כמו חילוף החומרים של השומן ותחושה של קור שאינם כל כך ברורים מכיוון שהם הם ברמה המולקולרית".
4 צפייה בגלריה
חט של ממותה צמרית, אשר התגלה בצפון-מזרח סיביר בשנת 2015, שממנו רצפו מחברי המחקר את הגנום
(צילום: Love Dalén)
כדי לזהות גנים ש"התפתחו מאוד" בממותות צמריות - כלומר צברו מספר רב של מוטציות - הצוות השווה את הגנום של 23 ממותות צמריות סיביריות עם 28 גנומים של פילים אסיאתיים ואפריקנים מודרניים. 22 מהממותות הצמריות הללו היו מודרניות יחסית, לאחר שחיו ב-100 אלף השנים האחרונות, בעוד ש-16 מהגנומים לא רוצפו קודם לכן. גנום הממותה הצמרית ה-23 היה שייך לאחת מהממותות הצמריות הקדומות ביותר, צ'וקוצ'יה (Chukochya), שחיה לפני כ-700 אלף שנה. "החזקת הגנום של צ'וקוצ'יה אפשרה לנו לזהות מספר גנים שהתפתחו במהלך חייה של הממותה הצמרית כמין", אמר לאב דאלן, פרופ' לגנומיקה אבולוציונית במרכז לפלאוגנטיקה בשטוקהולם. "ממצא זה אפשר לנו לחקור אבולוציה בזמן אמת, כך שיש ביכולתנו לומר שהמוטציות הספציפיות האלה הן ייחודיות לממותות צמריות, כך שהן לא היו קיימות באבותיהן".
באופן לא מפתיע, גנים רבים שהיו מותאמים לממותות צמריות קשורים לחיים בסביבות קרות, כשחלק מהגנים הללו משותפים ליונקים ארקטיים מודרניים שאינם קשורים זה לזה. "מצאנו כמה גנים מפותחים מאוד הקשורים למטבוליזם ואגירת שומן שנמצאים גם במינים ארקטיים אחרים כמו איילים צפוניים ודובי קוטב, מה שאומר שכנראה יש אבולוציה מתכנסת לגנים האלה ביונקים המותאמים לקור", אמר דיאז-דל-מולינו. בעוד שמחקרים קודמים בחנו את הגנום של ממותה צמרית אחת או שתיים, זוהי ההשוואה הראשונה של מספר רב של גנומי ממותה.
גודל המדגם הגדול הזה אפשר לצוות המחקר לזהות גנים שהיו נפוצים בקרב כל הממותות הצמריות, בניגוד למוטציות גנטיות שאולי היו קיימות רק בפרט בודד. "מצאנו שחלק מהגנים שבעבר נחשבו ייחודיים לממותות צמריות משתנים למעשה בין הממותות, מה שאומר שהם כנראה לא היו חשובים כל כך", הסביר דיאז-דל-מולינו. הגנום של צ'וקוצ'יה בת ה-700 אלף שנה, שותף לכ-91.7% מהמוטציות שגרמו לשינויים בקידוד חלבון בממותות הצמריות המודרניות יותר. משמעות הדבר היא שרבות מהתכונות המגדירות של הממותה הצמרית - כולל פרווה עבה, חילוף חומרים של שומן ויכולות ההתאמה לתנאי קור - כנראה כבר היו נוכחים כאשר הממותה הצמרית התפצלה לראשונה מאבותיה, ממותת הערבות. עם זאת, תכונות אלו התפתחו עוד יותר אצל צאצאי צ'וקוצ'יה. "הממותות הצמריות המוקדמות ביותר לא התפתחו במלואן. ייתכן שהיו להן אוזניים גדולות יותר, ומעטה פרוות הצמר שלהן היה שונה - אולי פחות מבודד ורך בהשוואה לממותות צמריות מאוחרות יותר", הוסיף פרופ' דאלן.
לממותות צמריות מודרניות יותר היו גם כמה מוטציות חיסוניות באנטיגנים של תאי T שלא נראו באבותיהן. מחברי המחקר משערים כי ייתכן שהמוטציות הללו העניקו חסינות מוגברת בתיווך תאים בתגובה לפתוגנים ויראליים מתעוררים. למשל, מחקר שכולל דנ"א של ממותה מתקופה קדומה טומן בחובו שלל משוכות. דיאז-דל-מולינו הטיב לתאר זאת כשאמר שתהליך הולך ונעשה מורכב, מעבודת השטח, דרך עבודת המעבדה ועד חקר המתבסס על ביואינפורמטיקה. "חוץ מעבודת השטח, שבה היה עלינו להתמודד עם הימצאותם של דובי קוטב ויתושים", הוסיף פרופ' דאלן, שהמחקר שלו ושל עמיתיו התבסס על ממצאי ממותות שנמצאו בסיביר, כשהחוקרים מקווים להשוות בעתיד גם ממותות צמריות מצפון אמריקה. "הראינו לפני כמה שנים שיש זרימת גנים בין ממותות צמריות לאבות הקדמונים של הממותות הקולומביאניות, אז זה משהו שנצטרך לתת עליו את הדעת כי ייתכן שממותות צמריות בצפון אמריקה נשאו גם גנים לא צמריים", סיכם פרופ' דאלן.
