Ученые раскрывают новые секреты с помощью бивней самца шерстистого мамонта

Ученым удалось обнаружить следы гормонов в тканях бивней древнего шерстистого мамонта, который жил более 33 тысяч лет назад. Анализ тканей показал, что у этих вымерших животных бывали периоды так называемого муста, когда уровень тестостерона в их крови зашкаливал.

По словам ученых, результаты их исследования стали первым непосредственным свидетельством того, что мамонты, как и современные слоны, испытывали муст. Подробности их исследования были опубликованы в журнале Nature.

Муст (на хинди и урду это слово означает "опьяненный") – это период, когда из-за очень высокого уровня тестостерона в крови слоны-самцы становятся чрезвычайно агрессивными и ведут себя крайне непредсказуемо. Это происходит во время брачного сезона, когда самцы соперничают друг с другом.

Ранее ученые высказывали предположения, что мамонты – вымершие родственники современных слонов – могли испытывать муст, но эта гипотеза основывалась на найденных осколках кончиков бивней и повреждениях скелетов, следы которых сохранились в окаменелостях.

Доказательства всплеска тестостерона можно обнаружить в образцах крови и мочи живых слонов.

Группа ученых решила изучить бивни слона и мамонта, чтобы выяснить, могут ли их слои сохранять следы всплесков стероидных гормонов, таких как кортизол. Об этом рассказал Майкл Черни (Michael Cherney), научный сотрудник Музея палеонтологии Мичиганского университета и научный сотрудник Медицинской школы Мичиганского университета.

В результате анализа тканей бивней ученые выяснили, что мамонт испытывал ежегодно повторяющиеся резкие всплески тестостерона – когда уровень гормона в 10 раз превышал норму.

"Мы действительно не знали, чего ожидать, поэтому почти все было неожиданностью, – сказал Черни. – Однако я думаю, что самым большим сюрпризом стало то, насколько четким оказался паттерн колебаний тестостерона".

В ходе своей работы ученые исследовали три бивня – два бивня взрослого мамонта и один бивень самца африканского слона, которому было от 30 до 40 лет, когда охотники убили его в Ботсване в 1963 году.

Правый бивень самца мамонта, который прожил около 55 лет, был обнаружен сотрудниками компании по добыче алмазов в Сибири в 2007 году. По оценкам ученых, животное умерло примерно 33291–38866 лет назад.

В ходе своего исследования они также изучили бивень самки мамонта, которая жила 5597–5885 лет назад на острове Врангеля. Остров Врангеля, который когда-то соединялся с северо-восточной Сибирью, является последним известным местом, где жили шерстистые мамонты до тех пор, пока они не вымерли около 4 тысяч лет назад.

С помощью метода компьютерной томографии ученые определили области ежегодных приростов в каждом из бивней. Затем они использовали специальное тонкое сверло, работающее под микроскопом, чтобы измельчить отдельные участки дентина. Дентин – это минерализованная ткань внутри зубов, а бивни – это, как известно, удлиненные резцы.

Смолотый в порошок дентин анализировали с помощью масс-спектрометра – прибора, который помогает идентифицировать химические вещества путем сортировки заряженных частиц.

"Мы разработали методы масс-спектрометрии стероидов для изучения образцов человеческой крови и слюны и широко использовали их в клинических исследованиях. Но я даже представить себе не мог, что мы будем использовать эти методы в “палеоэндокринологии”", – отметил в своем заявлении соавтор исследования Рич Аухус (Rich Auchus), профессор медицины внутренних болезней и фармакологии в Медицинской школе Мичиганского университета.

"Нам пришлось немного модифицировать метод, потому что эти порошки из бивней оказались самыми грязными образцами, которые мы когда-либо анализировали. Когда Майк (Черни) показал мне данные по бивням слона, я был ошеломлен. А потом мы увидели те же паттерны у мамонта – просто фантастика!"

И в бивне слона, и в бивне самца мамонта ученые нашли свидетельства всплесков тестостерона, характерных для муста. Между тем анализ бивня самки, как и ожидалось, показал очень незначительные изменения и очень низкий уровень тестостерона.

Бивни чем-то напоминают годовые кольца у деревьев. Они растут на протяжении всей жизни животного, и в них отпечатываются различные молекулы, такие как гормоны, которые напрямую связаны с поведением и физиологией животного. Тестостерон накапливается в тканях и циркулирует в крови.

"Бивни представляют собой весьма многообещающий материал для анализа, который позволит реконструировать различные аспекты жизни мамонта, потому что именно в бивнях сохраняются “записи” о росте дентина на протяжении всей жизни животного", – сказал соавтор исследования Дэниел Фишер (Daniel Fisher), куратор Музея палеонтологии Мичиганского университета и профессор факультета землеведения и природоведения.

По словам Черни, в процессе изучения бивней слонов исследователи могут определить возраст, когда животные испытывали муст, выяснить, происходит ли это в одно и то же время года, а также выяснить много другой информации касательно окружающей среды и динамики популяции в целом. Сбор подобного рода информации на основе результатов анализа бивней мамонта позволит многое узнать о жизни этих вымерших животных.

По мнению ученых, следы гормональных изменений в зубах могут содержать ключевую информацию, которая сохраняется на протяжении тысяч лет, и это имеет большое значение в процессе изучения древних популяций.

"Наше исследование показало, что дентин служит полезным “хранилищем” некоторых гормонов, и заложило основу для дальнейших открытий в такой развивающейся области, как палеоэндокринология, – сказал Черни. – Помимо широкого применения в зоологии и палеонтологии данные о следах гормонов в зубах могут помочь в медицинских, судебно-медицинских и археологических исследованиях".