牙齿化石显示，杂交猛犸象在种间繁殖后在北美漫游 _化石

长毛猛犸象适应了较冷的环境，浓密的毛发和牙齿适应了坚硬的草。© Aunt Spray/ Shutterstock
据自然历史博物馆（作者：詹姆斯·阿什沃斯）：在过去的 40,000 年里，北美的猛犸象物种一起繁殖。在加拿大发现的牙齿化石表明，哥伦比亚猛犸象和长毛猛犸象经常将小牛放在一起，不同物种混合在一起。
北美的猛犸象物种并不像它们最初出现的那样独立。
在上一个冰河时代，这片大陆生活着两种不同的猛犸象——长毛猛犸象位于现在的加拿大和美国北部，以及更南边的哥伦比亚猛犸象。适应不同的气候和食物来源，人们认为这些物种基本上过着独立的生活。
然而，在加拿大西部发现的两颗猛犸象臼齿却讲述了一个不同的故事。对牙齿化石的遗传分析表明，它们属于猛犸象，是该物种之间的杂交种。
事实上，由于较年轻的化石比另一块拥有更多的哥伦比亚猛犸象 DNA ，因此哥伦比亚猛犸象和毛猛犸象一定在数千年内繁殖了多次。这项新研究的合著者之一阿德里安·李斯特教授表示，这表明杂交种在进化中发挥的作用比之前想象的要大得多。
“传统上，我们被教导不同的物种不能一起繁殖，”李斯特说。“然而，随着我们研究遗传学能力的发展，我们发现这种情况实际上已经发生过很多次了。”
“我们为研究这些猛犸象而采取的方法也可能应用于其他灭绝的动物。通过重建它们的历史，我们将能够更好地看到杂交在我们今天看到的物种进化中所发挥的作用。
研究结果发表在《生物学快报》杂志上。

哥伦比亚猛犸象生活在北美较温暖的地区，因此据信其毛发比长毛猛犸象少得多。© 伦敦自然历史博物馆受托人
杂交猛犸象是如何进化的？
研究小组的一部分人早在 2021 年就首次发现了猛犸象杂交种的证据，当时他们从西伯利亚克列斯托夫卡发现的草原猛犸象牙齿中提取了 120 万年前的 DNA 。
从历史上看，草原猛犸象被认为在大约 70 万年前在欧亚大陆进化为长毛猛犸象，大约在 30 万年后进化为北美中南部的哥伦比亚猛犸象。然而，克列斯托夫卡的牙齿表明故事并没有那么简单。
克列斯托夫卡谱系被证明是一群独特的草原猛犸象，其成员与长毛猛犸象杂交。现在人们认为，这种杂交事件是造成哥伦比亚猛犸象的原因。这种杂交很可能发生在北美，当时毛象和草原猛犸象穿过西伯利亚和阿拉斯加之间一座现已被淹没的陆桥。
结果，哥伦比亚猛犸象多达一半的 DNA 是从长毛猛犸象那里继承的。但这项新研究表明，一些长毛猛犸象也继承了哥伦比亚猛犸象的遗传学。
其中一颗新出土的猛犸象牙齿可追溯到大约 36,000 年前，表明它所属的动物从哥伦比亚猛犸象那里继承了超过 21% 的基因组。在较年轻的牙齿中，从大约 11,000 年后开始，哥伦比亚猛犸象占猛犸象祖先的不到 35% 。
哥伦比亚猛犸象 DNA 水平的增加表明，长毛猛犸象和哥伦比亚猛犸象之间的杂交持续了数千年。对性染色体的分析表明，这些遭遇大多是雄性哥伦比亚猛犸象与雌性长毛猛犸象繁殖。
这两个物种的混合也使北美猛犸象的基因比迄今为止已知的任何其他种群都更加多样化。DNA 多样性较多的物种通常能够更好地适应变化，因此这可能有助于这些猛犸象的生存。

通过检查两颗猛犸象牙齿的形状及其所含的 DNA，该团队发现了哥伦比亚猛犸象和长毛猛犸象杂交的证据。图片来源：劳拉·特尔梅斯
猛犸象承受压力
虽然这些杂交猛犸象在基因上与其物种的其他成员不同，但它们的牙齿与其他长毛猛犸象惊人地相似。李斯特解释说，这很可能是自然选择的结果。
“我们倾向于认为杂交种的平均值，所以如果长动物与矮动物交配，它们就会有中等长度的后代，”李斯特说。“因此，在这些杂交种中，我们可能会认为它们的牙齿具有来自毛象和哥伦比亚猛犸象的元素。”
“相反，我们发现它们的牙齿仍然很像长毛猛犸象的牙齿，它们非常适应在寒冷、开阔的平原上吃草。由于杂交种生活在相似的环境中，它们面临着保持猛犸象般的长毛牙齿的压力。
对于生活在更南边的杂交哥伦比亚猛犸象来说，情况也类似。由于它们生活在更温暖的环境中，食物种类更广，尽管它们拥有大量的猛犸象 DNA，但它们仍面临着保持更通才牙齿的压力。
进一步研究猛犸象杂交的影响也有助于保护活体动物。例如，苏格兰野猫等物种因与密切相关的家猫繁殖而面临灭绝的危险。有过去的例子可供自然资源保护主义者借鉴可以帮助他们了解濒危物种的潜在结果。
冰河时代不断变化的条件也有助于科学家了解现代大象和其他动物如何适应现代气候变化。
“了解物种如何缓解环境变化目前非常重要，我们可以从过去的气候变化中来帮助解决这个问题，”李斯特补充道。“我们知道猛犸象最终没有在冰河时代结束时幸存下来，深入研究它们的适应能力可以帮助我们更好地理解原因。”