Исследование ДНК древних лошадей раскрыли последствия их одомашнивания
Ученые Копенгагенского университета исследовали геном останков древних лошадей, найденных в северной части Сибири, вследствие чего обнаружили генетические исходы приручения этих животных. Результаты своего анализа зоологи опубликовали в издании «Proceedings of the National Academy of Sciences».
Генетик Копенгагенского университета Людовик Орландо, совместно со своими коллегами, секвенировали ДНК останков лошадей из Таймыра, датирующихся 14-ым и 41-ым тысячелетиями до н. э. Далее они сравнили полученные результаты с геномами нескольких представителей современных пород, а также лошади Пржевальского, являющейся единственным ныне живущим потомком вымерших евразийских диких скакунов.
В ходе исследования ученые нашли по меньшей мере 125 участков, которые были подвергнуты изменениям вследствие одомашнивания. Так, первая категория генов имеет отношение к развитию мышц, конечностей, суставов и сердечно-сосудистой системе. Гены этой группы изменились в результате воздействия совершенно несвойственных для диких лошадей физических нагрузок, которые возникли в связи с использованием коня в хозяйственной деятельности. Ко второй категории генов относятся те, которые отвечают за обучаемость, поведение в социуме, степень агрессии и реакцию страха. Ученые полагают, что именно они, вероятнее всего, способствовали превращению дикого коня в послушное животное, которое понимает команды своего хозяина.
Помимо того, в геномах лошадей нашего времени специалисты обнаружили множество мутаций. Предполагается, что причиной тому послужили случаи близкородственных скрещиваний (инбридинга), неизбежных при неестественном отборе. Отметим, что в 2001 шведскими биологами были представлены результаты компаративистских исследований митохондриальной ДНК современных ископаемых скакунов. В результате оказалось, что генетическое многообразие данного вида значительно больше, чем у остальных домашних животных. По мнению ученых, одомашнивание могло происходить независимо в разной местности или же к генотипу неоднократно добавлялись гены лошадей, выловленных из дикой природы.
По разным оценкам специалистов, приручение лошадей на территории Евразии началось в 4-3 тысячелетиях до н. э. Постепенно люди научились ездить на них верхом и изобрели стремена и седло.
700-тысячелетняя ДНК прояснила или сделала более загадочной родословную лошадей?
Учёные из Копенгагенского университета (Дания) вместе с коллегами из Франции, Норвегии, США, Канады и Китая совершили невозможное — секвенировали геном лошади, которая жила на Земле 560-780 тыс. лет назад. Необходимо уточнить, что речь идёт не об отдельно взятых генах — исследователям удалось прочесть полностью всю ДНК, так что на сегодня это самый древний полный геном, который удалось расшифровать!
Всё началось, разумеется, с палеонтологических раскопок. В ходе экспедиции, предпринятой в 2003 году, на Юконе (Канада), учёные обнаружили некие кости, которым, по предварительным оценкам, было более 700 тыс. лет. Кости, а точнее — фрагмент лошадиной конечности, изучили на предмет остатков коллагена или ещё какого-нибудь материала, в котором могла бы сохраниться ДНК.
700-тысячелетние фрагменты костей лошади, найденные в Канаде. (Фото Ludovic Orlando / University of Copenhagen.)
Шансы на это были чрезвычайно малы — до сих пор не удавалось найти останки старше 130 тыс. лет, в которых оставалась бы ДНК (рекорд в 130 тыс. лет принадлежал челюсти белого медведя). Хотя считается, что нижний возраст сохранности ДНК равен 1 млн лет (то есть теоретически миллионолетнюю ДНК можно найти). Исследователям повезло — в костях древней лошади оставались фрагменты коллагена и «законсервированной» крови, вот так у них и оказался полный геном животного (хотя его расшифровка и заняла довольно много времени). Для сравнения были также прочитаны геномы другой древней лошади, которая жила 43 тыс. лет назад, нескольких современных пород лошадей, осла и лошади Пржевальского, которая считается единственным видом дикой лошади, дожившим до наших дней.
С лошадью Пржевальского, между прочим, связаны некоторые генетические двусмысленности, не дающие покоя биологам-эволюционистам. Если говорить, например, о западно-американских мустангах, то считается, что это бывшие домашние лошади, которые одичали, что можно понять по их геному. А вот с Equus ferus przewalskii ясности нет, ибо наука до сих пор не могла точно сказать, есть ли в её геноме гены домашних лошадей.
Сравнение геномов дикой лошади, чьи кости откопали на Юконе, с геномами современных животных показало, во-первых, что эта особь была самцом и жила примерно 700 тыс. лет назад, а во-вторых, что у ископаемого был общий предок с современными лошадьми. То есть все нынешние лошади, а также ослы и зебры — то есть все, кто относится к роду Equus, — произошли от одного предка, который жил на Земле где-то 4-4,5 млн лет назад.
Происхождение лошадей до сих пор считается одной из самых больших проблем теории эволюции. Достаточно сказать, что пресловутый общий предок по разным оценкам жил между 2 и 6 млн лет назад. Теперь же это время сильно сузилось. Но исследователям удалось разгадать ещё одну «лошадиную» загадку. Как пишут авторы работы в Nature, лошадь Пржевальского является настоящей дикой лошадью, то есть домашних предков в её роду не было. Иначе говоря, 700-тысячелетняя ДНК, по-видимому, помогла исследователям чётко понять, какие гены относятся к «домашним», а какие — к «диким».
Что же до внешнего облика этой самой древней лошади, то, по словам Эске Виллерслева, одного из соавторов работы, ростом она напоминала арабских скакунов, но, скорее всего, её мышцы были развиты много хуже, чем у любых современных лошадей. Кроме генов, отвечающих за развитие мышц, наибольшим изменениям со временем подверглись гены, отвечающие за обоняние и гены иммунитета. (Впрочем, иммунные гены обычно у всех живых организмов эволюционируют, что называется, «впереди планеты всей» — по очевидным причинам.)
Как признаются сами исследователи, они сделали невозможное: никто не верил, что в принципе удастся «вытащить» такой древний геном. В методическом аспекте работа оказалась не менее выдающейся, чем в эволюционно-биологическом. Вполне возможно, что таким образом удастся проанализировать другие древнейшие останки и прояснить многие тёмные места в теории эволюции, в том числе касающиеся эволюции человека.