Mammutti saa toisen tilaisuuden

Verta, aivoja ja suolenpätkiä. Ikiroudasta on löydetty niin hyvin säilyneitä mammuttien jäännöksiä, että ne antavat toiveita suvun palauttamisesta elävien kirjoihin dna-tekniikalla. Ideana on luoda norsun ja mammutin risteymä, joka voi hillitä ilmastonmuutosta.

Verta, aivoja ja suolenpätkiä. Ikiroudasta on löydetty niin hyvin säilyneitä mammuttien jäännöksiä, että ne antavat toiveita suvun palauttamisesta elävien kirjoihin dna-tekniikalla. Ideana on luoda norsun ja mammutin risteymä, joka voi hillitä ilmastonmuutosta.

Shutterstock/Pexels

Vettä! Beringinmeressä sijaitsevassa tuliperäisessä Saint Paulin saaressa sinnittelevä pieni villamammuttilauma on nääntymässä janoon.

Eläimet etsivät raikasta juotavaa kraatterijärvestä, mutta sen vedenpinta on alhaalla ja ranta mutainen. Vesi samenee lisää, kun janoiset mammutit polkevat järven pohjaliejua.

Kuolema oli väistämättä edessä

Saint Paulin saari on ollut yli 5 000 vuotta turvapaikka villamammuteille, joilla ei ole enää sukulaisia mantereella.

Turvapaikka on kuitenkin muuttunut surmanloukuksi nopean ilmastonmuutoksen takia. Kuivuuden vaivaamasta saaresta on loppumassa puhdas makea vesi, ja siksi kookkaat nisäkkäät kuolevat janoon yksi toisensa jälkeen.

Tuoreen tutkimuksen mukaan Pohjois-Amerikassa eli mammutteja vielä noin 5 600 vuotta sitten.

Kun Pennsylvanian valtionyliopiston ja Alaskan yliopiston kansainvälinen tutkijaryhmä otti Saint Paulin saaressa sijaitsevasta Hillin järven pohjasta porausnäytteitä ja analysoi ne, kuva siitä, miten mammuttien tarina loppui, alkoi kirkastua.

Näytteistä löytyi mammuttien dna:ta, niiden ulosteessa esiintyviä sieni-itiöitä ja kasvien ja makean veden eläinten jäännöksiä.

Villamammutit taistelevat keskenään

Villamammutilla on paksu turkki. Sen karvat olivat 4–6 kertaa niin paksuja kuin ihmisen hius. Pitkän päällyskarvan alla oli pohjavilla, joka koostui noin 10 senttiä pitkistä karvoista.

© Shutterstock

Vastaukset löytyvät pakastimesta

Tundravyöhykkeen niissä osissa, joissa ikirouta on alkanut sulaa, tehdään nykyään jatkuvasti mammuttilöytöjä.

Vuoden 2000 jälkeen on löydetty jo enemmän mammuttien muumioita ja luita kuin kahdella edellisellä vuosisadalla yhteensä.

Nykyään tiedetään, että villamammutilla oli pienet korvat, lyhyt häntä, rasvakyttyrä ja lyhyt- ja tiheäkarvainen alus- ja pitkäkarvainen päällysturkki, joka tuskin punersi, vaikka jotkin löydöt antavat niin ymmärtää.

Karvojen punaruskea sävy johtuu muun muassa hajottajasienistä. Kärsän päässä oli sormimainen uloke, joka helpotti varsinkin ruohovartisten kasvien nyhtämistä.

Gammel mammutforsil
© Shutterstock

Nykyajan mammutinmetsästäjät ovat tutkijoita, joiden arsenaaliin kuuluvat kerroskuvaus- ja sekvensointilaitteet. Kenttätyö napapiirin pohjoispuolella takaa sen, että uutta tutkittavaa riittää jatkuvasti.

Mammuttien jäännöksiä etsitään yleensä maastosta, joka on ollut näihin päiviin asti pysyvästi jäässä kesäisin sulavaa ja pehmenevää maanpintaa lukuun ottamatta.

Tutkijat kiirehtivät paikalle heti, kun mammutinluun etsijät löytävät jostain Siperian korvesta syöksyhampaan.

Monesti melko rajuilla menetelmillä paljastettujen jäännösten löytöpaikoissa voi piillä jättipotti.

Paleontologien todellinen lottovoitto on ikiroudassa kokonaan säilynyt mammutti.

Muumioitunut ruho kertoo enemmän kuin pelkät luut ja hampaat.

Fyysistä rakennetta eli anatomiaa valottavien tietojen lisäksi muumiosta saatetaan saada perintöainesta, jota voidaan verrata nykynorsujen dna:han.

Alkukoti oli lämpimässä Afrikassa

Mammuttien suvulla oli afrikkalaiset juuret.

Mammutit alkoivat eriytyä varsinaisista norsuista ja lajiutua jo Afrikassa noin 4–5 miljoonaa vuotta sitten.

Uusien lajien kehittymistä edisti kuitenkin leviäminen pohjoisella pallonpuoliskolla sekä Euraasiassa että Pohjois-Amerikassa.

Niistä laajimmalle levisi viimeisenä sukupuuttoon kuollut Mammuthus primigenius eli villamammutti, jota pidetään viime jääkauden tunnuseläimenä.

Mammuttien juuret ovat Afrikassa

7 milj. vuotta sitten

Esivanhemmat elivät Afrikassa
Yhteisestä kantamuodosta kehittyivät ensin afrikannorsut ja miljoona vuotta myöhemmin mammutit. Vanhin tunnettu mammuttilaji on Mammuthus subplanifrons, joka eli noin 4 milj. vuotta sitten.

  • Säkäkorkeus: 3,7 metriä
  • Paino: 10 tonnia

2,5 milj. vuotta sitten

Euroopan mammutit söivät oksia
Ensimmäinen eurooppalainen mammuttilaji, Mammuthus meridionalis, hankki ravintonsa metsästä. Hampaat paljastavat, että ruokavalio koostui ennen kaikkea oksista ja lehdistä.

  • Säkäkorkeus: 4 metriä
  • Paino: 10 tonnia

1,7 milj. vuotta sitten

Aromammutti amerikkalaistui
Nimensä mukaisesti Euraasian aroalueilla viihtynyt mammuttilaji levisi Pohjois-Amerikkaan noin 1,5 milj. vuotta sitten. Siitä kehittynyt Mammuthus columbi eli kolumbianmammutti menestyi Meksikossa asti.

  • Säkäkorkeus: enintään 4,5 metriä
  • Paino: 11 tonnia

300 000 vuotta sitten

Kylmän kuningas
Villamammutti, Mammuthus primigenius, oli pohjoisen pallonpuoliskon laji. Kannan on arvioitu olleen suurimmillaan noin 40 000 vuotta sitten. Kylmään sopeutuneilla mammuteilla oli paksu rasvakerros ja tiheäkarvainen alus- ja pitkäkarvainen päällysturkki. Veri sisälsi luonnollista jäänestoainetta. Korvat olivat pienet ja häntä lyhyt. 50 asteen pakkasia sietäneen lajin syöksyhampaat saattoivat kasvaa nelimetrisiksi.

  • Säkäkorkeus: 2,8–3,4 metriä
  • Paino: 4–6 tonnia

4 000 vuotta sitten

Viimeiset mammutit kuolivat
Pieni ryhmä mammutteja, joka oli elänyt eristäytyneenä muusta maailmasta, kuolee Arktiksen pienillä saarilla. Ne olivat jo pitkään olleet lajinsa viimeisiä yksilöitä, sillä mantereelta mammutit olivat kadonneet jo 6 000 vuotta aiemmin.

2037?

Normutti näkee päivänvalon
Jotkut tutkijat uskovat, että mammutin kloonaukseksi kutsutut hankkeet johtavat ennen pitkää uusvanhan norsueläimen syntymään. Tavoitteena on luoda norsun ja mammutin risteymä, normutti, liittämällä villamammutin perintötekijöitä aasiannorsun perimään. Jälkeläiset muistuttavat siten myös sukupuuttoon kuolleita sukulaisiaan.

Aiheuttiko ihminen mammutin katoamisen?

Olemassaolonsa aikana mammutit selvisivät useista rajuista ilmaston käänteistä.

Siksi osa tutkijoista suhtautuu epäilevästi ajatukseen, että nykyisen lämpimän ajan eli interglasiaalin alkamisella oli ratkaiseva osuus mammuttien häviämisessä. Jääkauden suurnisäkkäiden ahdinkoon on esitetty monta mahdollista syytä, mutta nykyään kilpailevia selityksiä on oikeastaan vain kolme: mammuttien sopeutumiskyvyn ylittänyt ilmastonmuutos, kannan säilymisestä piittaamaton pyynti ja alkuperäisen luontaisen elinympäristön tuhoutumisen ja ryöstömetsästyksen yhteisvaikutus.

Yhdistelmäteoria saa osakseen eniten kannatusta. Kun ilmasto lämpeni, kasvillisuus muuttui eikä mammuteille ollut entiseen tapaan tarjolla sitä ravintoa, johon ne olivat tottuneet. Vaikka kanta kääntyi laskuun, ihmiset metsästivät mammutteja niin kuin aina ennenkin, olihan riistalla suuri merkitys yhteisöjen menestymiselle.

Meksikosta on löydetty jälkiä mammutinpyynnistä. Vuonna 2019 havaittiin ansakuoppa, jossa oli 824 mammutinluuta. Vain 20 kilometrin päästä kuopasta tutkijat löysivät vuonna 2020 suuren mammuttien joukkohaudan, jossa oli yli 200 mammuttiyksilön luita. Joukkohaudan luissa on havaittu keihään jälkiä.

Mammut - knogler fra over 200 mammutter fundet i Mexico
© Foto: Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH)

Mammutit sinnittelivät kahdessa saaressa

Vaikka laajojen jäätiköiden kaudella 115 000–11 500 vuotta sitten villamammutteja oli miljoonia, kanta romahti 300–1 000 vuodessa, kun ilmasto lämpeni ja luonnonolosuhteet muuttuivat.

Pisimpään mammutit sinnittelivät yksittäisissä arktisen alueen saarissa.

Saint Paulin saaren lisäksi oma pieni mammuttipopulaatio säilyi Wrangelinsaaressa Aasian koilliskolkassa. Se hävisi ilmeisesti vasta noin 4 000 vuotta sitten.

Aikoinaan Wrangelinsaari ja Saint Paulin saari olivat osa Beringiaksi kutsuttua kannasta, joka yhdisti Aasian ja Pohjois-Amerikan. Kun jääkausi oli lopuillaan, mannerjää suli, ja valtavat vesimassat vyöryivät Beringian ylle. Tässä yhteydessä mammutit jäivät eristyksiin.

©

Villamammutteja oli kaikkialla

Fossiililöytöjen perusteella saksalainen jääkausitutkija Ralf-Dietrich Kahlke
on luonnostellut mammuttien elinaluetta. Kartta osoittaa, että villamammutteja eli kaikkiaan 33 miljoonan neliökilometrin alalla.

©

Mammuttien viimeinen linnake

Pohjoisessa Wrangelinsaaressa ja etelässä Saint Paulin saaressa Alaskan ja Venäjän välissä mammutit elivät tuhansia vuosia pidempään kuin muualla. Ne olivat jääkauden jättien viimeisiä elinalueita.

Mammutit sinnittelivät saarissa pitkään.

Kun ilmasto Saint Paulin saaressa äkkiä muuttoi noin 5 600 vuotta sitten, mammutit kuolivat.

Wrangelinsaaressa tehdyt tutkimukset osoittavat, että siellä sisäsiitos oli heikentänyt mammuttien terveyttä.

Se koitui myös mammuttien kohtaloksi.

Läheistä sukua aasiannorsulle

Kauan sitten kuolleiden eläinten perintöaineksen tutkimuksessa on päästy pitkä harppaus eteenpäin. Vaikka dna on pilkkoutunut, sen pohjalta perimää on usein mahdollista analysoida. Jo tähän mennessä analyysien tulokset ovat järjestäneet yllätyksiä.

Kanadalaisen McMaster-yliopiston viime vuonna julkistamien luu-, hammas- ja ulostetutkimusten mukaan Pohjois-Amerikan kolumbian- ja villamammutit eivät ilmeisesti polveutuneetkaan eri lajeista niin kuin on oletettu.

Geneettinen vertailu vihjaa vahvasti siihen suuntaan, että kumpikin yhtä aikaa Pohjois-Amerikassa elänyt mammuttilaji kehittyi Euraasian aromammutista ja pystyi vieläpä risteytymään.

Villa- ja kolumbianmammutit poikkesivat kuitenkin toisistaan selvästi. Rakenteelliset erot voi selittää sopeutuminen erilaisten elinympäristöjen asettamiin vaatimuksiin.

Luonnossa laji yrittää säilyttää ekolokeronsa muuntumalla ominaisuuksiltaan niin, että yksilöt menestyvät olemassaolon taistelussa.

© KAZUHIRO NOGI/AFP/Ritzau Scanpix

Löydöistä uutta tietoa

Mammuttimuumiot ovat harvinaista herkkua, sillä vuoden 2007 jälkeen niitä on löydetty viisi.

Kolme tuoreinta löytöä, jotka ovat vuosilta 2010, 2012 ja 2013, ovat antaneet runsaasti tietoa sekä villamammuttien ulkonäöstä että niiden käyttäytymisestä.

Muumiolöytöjen joukossa on kymmenen vuoden iässä kuollut naaras, jonka aivotkin ovat säilyneet.

Tietokonekerroskuvaus paljasti, että villamammutilla oli samankaltaiset aivot kuin nykynorsuilla. Luultavasti vastaavuus ulottui aivojen toimintaan ja sitä kautta käyttäytymiseen asti.

Naaraspuoliset mammutit esimerkiksi muodostivat poikasineen laumoja kuten norsunaaraatkin.

Toinen paljon puhuva löytö on 50–60 vuoden iässä kuollut naaras, jonka lihaskudos oli löydettäessä niin ”tuoretta”, että siitä toivottiin saatavan käyttökelpoista dna:ta. Yleensä muumiot ovat kuivettuneita ja niiden perintöaines on hajonnut ja saastunut.

Vanha naaras oli uhmannut aikaa 43 000 vuotta hyisessä haudassaan. Hyväkun toinen ruho oli tutkijoiden silmissä tuoretta lihaa. Siitä saatiin verinäyte, mutta tarkempi analyysi paljasti verisolujen hajonneen.

Perintöainesta tutkimalla saadaan tietoa myös norsueläinten välisistä sukulaisuussuhteista.

Kun yhdysvaltalaisen Chicagon yliopiston evoluutiogeneetikot vertasivat vuonna 2015 villamammutin, aasiannorsun ja afrikannorsun perimää, kävi ilmi, että mammutit olivat läheisempää sukua aasian- kuin afrikannorsulle.

Villamammutin ja aasiannorsun perintötekijöistä yli 99 prosenttia on samoja.

Erottava osa on siten pienempi kuin ihmisen ja simpanssin välillä.

Mammutin erottaa norsusta 1,4 miljoonaa perimän muutosta, joiden vaikutuksesta siitä syntyi jääkauden jättiläinen.

Muuntuneet geenit tuottivat ominaisuuksia, joista lajille oli hyötyä arotundralla.

Niiden ansiosta villamammutti sai paksun monikerroksisen turkin ja vähän lämpöä haihduttavat pienet korvat ja hännän sekä varastoi tehokkaasti rasvaa eristeeksi ja vararavinnoksi.

Villamammutti kehittyi selviytymään jääkauden vaihtelevassa ilmastossa, johon kuuluivat myös ankarat kylmenemiskaudet.

Mammutin perimää pelastetaan

Ikiroudan alueella tehtävää kenttätyötä ja laboratorioissa suoritettavaa tutkimusta seuraavat tarkasti kolmen eri yliopiston tutkijaryhmät. Ne toimivat Japanissa Kiotossa, Venäjällä Jakutskissa ja USA:ssa Bostonissa. Japanilaiset ja venäläiset tutkijat kaavailevat mammutin kloonausta käyttäen keinoemona aasiannorsua.

Hanke ei onnistu ilman mammutin solua, josta saadaan ehjä perintöaineksen ja siten lajin geneettisen koodin sisältävä tuma siirrettäväksi norsun munasoluun. Käyttökelpoisen tuman löytyminen olisi jymypaukku, sillä solut alkavat hajota heti kuoleman jälkeen.

Kloonauksella voitaisiin luoda mammutti uudelleen

Kloonaus olisi keino saada mammutit jälleen elävien kirjoihin, Siihen vaadittaisiin kuitenkin solu ja käyttökelpoista perimäainesta. Sellaista ei ikiroudasta vielä ole löytynyt.

Yhdysvaltalaistutkijat selvittävät mahdollisuuksia luoda uusi mammuttimainen norsueläin, normutti, Crispr-Cas9-perimänmuokkausmenetelmän avulla.

Ideana on siirtää aasiannorsulle perintötekijöitä, jotka antavat sille villamammutin ominaisuuksia.

Viime vuonna tutkimusryhmä kertoi tehneensä norsun soluun 14 perimänmuutosta.

Alkuperäisen suunnitelman mukaan keinoemona käytetään aasiannorsua, mutta ajatuksesta on luovuttu eläineettisistä syistä. Tavoitteena on kehittää keinokohtu, jossa normutti käy läpi koko sikiönkehityksen. Tätä ratkaisua ei ole vielä näköpiirissä.

Normutti perimänmuokkauksella

Perimänmuokkauksella ja CRISPR-tekniikalla tutkijat aikovat luoda mammutin ja norsun risteytyksen, normutin.

Karvaisia norsuja kaivataan Venäjän tundralle torjumaan ilmaston- ja ympäristönmuutosta. Muun muassa niiden kasveja lannoittava ja maata tiivistävä vaikutus voi hillitä ikiroudan sulamista, josta uhkaa turvesuoalueilla seurata raju ilmakehään vapautuvan hiilidioksidin ja metaanin määrän kasvu. Keskeisinä kasvihuonekaasuina ne vaikuttavat lämpenemisvauhtiin.