مطالعه‌ای تازه نشان می‌دهد دی‌ان‌ای میکروبی که در بقایای ماموت‌های پشمالو و ماموت‌های استپی به جا مانده است، بیش از یک میلیون سال قدمت دارد. یافته‌ها نشان می‌دهد برخی از این باکتری‌ها در زمان زنده بودن حیوان با آن‌ها زندگی می‌کرده‌اند، نه اینکه صرفاً پس از مرگ وارد بدن آن‌ها شده باشند.
کشف میکروب‌های باستانی در ماموت‌ها
پژوهشگران دی‌ان‌ای ۴۸۳ نمونه را بررسی کرده و برای نخستین‌بار موفق به توالی‌یابی ۴۴۰ مورد شدند. در بقایای یک ماموت استپی که حدود ۱.۱ میلیون سال پیش زیسته است، آن‌ها حتی بخش‌هایی از ژنوم باکتری‌هایی را کنار هم قرار دادند که یا در بدن ماموت زندگی می‌کرده‌اند یا موجب عفونت شده‌اند.
«نتایج ما مطالعه دی‌ان‌ای میکروبی را به بیش از یک میلیون سال قبل می‌برد و امکان بررسی تکامل میکروب‌های همزیست با میزبان را فراهم می‌کند.» – بنجامین گینه، محقق مرکز دیرینه‌ژنتیک استکهلم
این پروژه با همکاری تیمی بین‌المللی از متخصصان در مجموعه‌ها و آزمایشگاه‌های مختلف انجام شد.
روش‌های پیشرفته برای جداسازی میکروب‌های واقعی از آلودگی‌ها
پژوهشگران از پروتکل‌های سختگیرانه آزمایشگاهی، فیلترهای محاسباتی و بررسی الگوهای تخریب دی‌ان‌ای استفاده کردند تا میکروب‌های مربوط به دوران زندگی ماموت را از باکتری‌های محیطی که بعد از مرگ وارد بدن شده‌اند تفکیک کنند.
آن‌ها در نمونه‌های مختلف همواره شش گروه باکتری مشابه پیدا کردند که شامل خویشاوندان نزدیک Actinobacillus، Pasteurella، Streptococcus و Erysipelothrix بودند.
این الگو نشان می‌دهد که برخی میکروب‌ها رابطه‌ای طولانی‌مدت با ماموت‌ها داشته‌اند و در طول تغییرات اقلیمی و جمعیتی همچنان با آن‌ها باقی مانده‌اند.
بازسازی ژنوم میکروبی در ماموت‌ها
در بقایای ماموت استپی یک میلیون و صد هزار ساله، پژوهشگران توانستند بخشی از ژنوم Erysipelothrix را بازسازی کنند. شواهد نشان می‌دهد این باکتری احتمالاً در زمان حیات باعث عفونت در ماموت شده است.
این کشف قدیمی‌ترین نمونه تأییدشده دی‌ان‌ای میکروبی همزیست با میزبان به شمار می‌رود و افق تازه‌ای را برای مطالعه ارتباط میزبان-میکروب در گذشته‌های دور باز می‌کند.
اهمیت میکروب‌های باستانی
این تحقیق بر پایه پژوهش‌های قبلی بنا شده که نشان می‌داد دی‌ان‌ای می‌تواند در شرایط مناسب بیش از یک میلیون سال حفظ شود.
دی‌ان‌ای باستانی بسیار شکننده است و قطعات آن کوچک می‌شوند، همچنین تغییرات شیمیایی در طول زمان روی آن تأثیر می‌گذارند. پژوهشگران با دنبال کردن همین امضاهای شیمیایی، توالی‌های باستانی را از آلودگی‌های مدرن تفکیک می‌کنند.
«به دلیل سرعت بالای تکامل میکروب‌ها، دستیابی به داده‌های دی‌ان‌ای معتبر از بیش از یک میلیون سال پیش مثل دنبال کردن مسیری بود که مدام بازنویسی می‌شد.» – تام فن در والک، نویسنده ارشد مطالعه
میکروب‌ها و سلامت ماموت‌ها
یکی از باکتری‌های شناسایی‌شده خویشاوند نزدیک گونه‌ای از Pasteurella است که امروزه در فیل‌های آفریقایی موجب شیوع‌های مرگبار می‌شود. پژوهشی در سال ۲۰۲۳ این باکتری را عامل احتمالی مرگ ناشی از سپتی‌سمی در فیل‌های زیمبابوه دانسته است.
همچنین Erysipelothrix در حیات‌وحش قطب شمال از جمله گاومیش‌های شمالی (muskox) نیز بیماری‌زا شناخته شده و در حوادث مرگ‌ومیر غیرمعمول نقش داشته است.
این نتایج نشان می‌دهد برخی بیماری‌ها در طول هزاران سال همچنان بین پستانداران بزرگ نقش‌آفرین بوده‌اند.
پیوند بقا و انقراض با میکروب‌ها
میکروب‌هایی که صدها هزار سال همراه ماموت‌ها بودند، نشانه‌ای از رابطه‌های پایدار شکل‌گرفته بر اساس رژیم غذایی، شرایط اقلیمی و رفتار اجتماعی‌اند.
ماموت‌های پشمالوی آخرین نسل تا حدود ۴ هزار سال پیش در جزیره ورانگل زنده بودند، مدت‌ها بعد از اینکه جمعیت‌های قاره‌ای منقرض شده بودند. مطالعات ژنتیکی بقای این گروه کوچک را به اندازه جمعیت اندک و جهش‌های زیان‌آور مرتبط کرده است.
«این پژوهش فصل تازه‌ای را در درک زیست‌شناسی گونه‌های منقرض‌شده می‌گشاید. اکنون می‌توانیم نه تنها ژنوم ماموت‌ها بلکه جامعه میکروبی درون آن‌ها را نیز بررسی کنیم.» – لاو دالن، استاد ژنومیک تکاملی در مرکز دیرینه‌ژنتیک استکهلم
آینده پژوهش در میکروب‌های باستانی
بازسازی میکروبیوم باستانی می‌تواند معیارهایی برای مقایسه با میکروبیوم فیل‌های زنده فراهم کند. این موضوع اهمیت دارد، زیرا سلامت، رژیم غذایی و استرس همه در ترکیب میکروبیوم منعکس می‌شوند.
همچنین شناسایی ژن‌های بیماری‌زا در گذشته می‌تواند به درک نقش احتمالی شیوع‌ها در کاهش جمعیت‌ها کمک کند و حتی راهبردهایی برای پایش و درمان بیماری‌ها در فیل‌های امروزی ارائه دهد.
این ابزارها می‌توانند روی سایر گونه‌های عصر یخبندان نیز اعمال شوند تا مشخص شود آیا میکروب‌های پایدار و همزیست قاعده بوده‌اند یا استثنا.
این مطالعه در مجله Cell منتشر شده است.
جمع‌بندی
تحقیق تازه نشان داد بقایای ماموت‌ها فقط حامل ژنوم حیوان نیستند، بلکه رازهایی از میکروب‌هایی را نیز در خود دارند که سلامت، سازگاری و حتی انقراض این گونه‌های باشکوه را تحت تأثیر قرار داده‌اند.
اگر به دنیای باستان‌شناسی، زیست‌شناسی تکاملی و رازهای حیات علاقه دارید، این مقاله را با دیگران به اشتراک بگذارید و نظرات خود را درباره نقش میکروب‌ها در سرنوشت گونه‌ها بیان کنید.
