Die Mammuts sind die größten und wahrscheinlich bekanntesten Vertreter der Eiszeitfauna. Die Vorgänger der behaarten und an Kälte angepassten Rüsseltiere entstanden vermutlich schon vor rund fünf Millionen Jahren in Afrika, bevor sie sich dann nach Norden ausbreiteten und schließlich die gesamte Nordhalbkugel der Erde besiedelten. Dabei entwickelten sich vor rund 2,5 Millionen Jahren zuerst das noch sehr elefantenähnliche Südmammut (Mammuthus meridionalis) und dann das Steppenmammut (Mammuthus trogontherii). Gängiger Theorie nach entstand aus über die Beringstraße nach Nordamerika eingewanderten Steppenmammuts dann vor rund 1,5 Millionen Jahren das Präriemammut (Mammuthus columbi), während sich in Sibirien und Nordeuropa das Wollhaarmammut (Mammuthus primigenius) ausbreitete. Diese beiden Arten überdauerten das Eiszeitalter am längsten und waren durch ihren dichten Pelz und ihre Kältetoleranz besonders gut an das raue Klima der eiszeitlichen Steppen und Tundren angepasst.
Erste Rekonstruktion von gut eine Million Jahre alter DNA
Wie und wann jedoch das Präriemammut entstand und wie es mit dem Wollhaarmammut zusammenhängt, war bislang unklar. Um mehr Klarheit zu erhalten, haben Tom van der Valk vom Zentrum für Paläogenetik in Stockholm und seine Kollegen nun versucht, urzeitliche DNA aus fossilen Zähnen von drei Mammuts zu gewinnen. Diese waren im Nordosten Sibiriens im Permafrost gefunden worden. Weil dieser dauerhaft gefrorene Boden Zellbestandteile und Moleküle vor der Zersetzung bewahrt, bestand die Hoffnung, aus dem Zahnmaterial noch Erbgutfragmente isolieren und sequenzieren zu können. Das älteste der drei Mammut-Relikte, nach dem Fundort “Krestovka” getauft, ist zwischen 1,2 und 1,6 Millionen Jahre alt und zeigt Merkmale eines Steppenmammuts. Das zweite, Adycha, ähnelte ebenfalls dem Steppenmammut und ist rund 1,3 Millionen Jahre alt. Der dritte Stoßzahn, Chukochya, stammt dagegen von einem Mammut des Wollhaartyps und ist rund 680.000 Jahre alt.
Den Forschern gelang es, aus allen drei Relikten genügend Erbgut-Fragmente zu isolieren, um die fast vollständige mitochondriale DNA dieser drei Mammuts zu sequenzieren. Dieser DNA-Typ gehört nicht zum Erbgut im Zellkern, sondern liegt in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle. Weil diese nur über die mütterliche Linie weitergegeben werden, eignet sich diese DNA besonders dazu, Verwandtschaftsbeziehungen zu rekonstruieren. Die Gewinnung dieser DNA aus mehr als eine Million Jahre alten Fossilien ist jedoch eine Premiere: Die bislang älteste sequenzierte DNA wurde 2013 aus einem 700.000 Jahre alten Urpferdknochen isoliert. Die aktuelle Studie belegt nun, dass der Permafrost auch noch älteres Erbgut ausreichend gut konservieren kann. “Eine der großen Fragen ist es, wie weit wir zurückgehen können”, sagt van der Walks Kollege Anders Götherström. “Ich vermute, dass wir selbst zwei Millionen Jahre alte DNA wiederherstellen können, wahrscheinlich sogar 2,6 Millionen Jahre zurück.” Weil es davor keinen Permafrost gab, sei dies die äußerste Grenze.
