Расшифрован геном ископаемого предка лошади (7 фото)

Расшифрован геном ископаемого предка лошади (7 фото)


Фрагменты ДНК могут уцелеть в ископаемых останках спустя тысячи лет после смерти существа. Из таких фрагментов можно собрать «паззл», в котором зашифрован геном — совокупность наследственного материала. Именно так был восстановлен геном пары древних людей и архаичных гоминид, но секвенировать геном существа, пролежавшего в вечной мерзлоте 700 000 лет — своего рода рекорд. Его поставили датские палеогенетики, расшифровавшие наследственный материал предка современных лошадей.

Сравнив результаты с геномом современного осла и шести лошадей, а также геномом лошади, возраст которой составляет 43 000 лет, учёные смогли оценить скорость накопления мутаций и рассчитать, что последний общий предок всех современных непарнокопытных жил около 4,0—4,5 млн лет назад. Таким образом, эволюционные «корни» лошадей, ослов и зебр залегают в два раза глубже в толще времён, чем считалось ранее. За этот период предки непарнокопытных неоднократно переживали тяжёлые периоды в своей истории, сопровождавшиеся резким сокращением численности — вероятно, связанные с климатическими изменениями.

Также исследователям удалось раскрыть тайну эволюции лошадей Пржевальского — единственного сохранившегося вида диких лошадей. Внешне они значительно отличаются от одомашненных лошадей, к тому же имеют в своём геноме пару «лишних» хромосом. Лошади Пржевальского едва не вымерли в 1970-х годах, но вид удалось сохранить. Геном внутри популяции лошадей Пржевальского достаточно разнообразен, чтобы они могли избежать близкородственного скрещивания и благополучно развиваться как вид.

Новое исследование показало, что лошади Пржевальского были изолированы от генетической линии, к которой принадлежат одомашненные лошади, примерно 50 000 лет назад.

Учёные были весьма взволнованы, обнаружив в извлечённой из вечной мерзлоты кости признаки аминокислот, характерных для коллагена: их присутствие могло указывать на сохранившиеся белки. Когда прямое секвенирование пептидов коллагена увенчалось успехом, исследователи предположили, что могла сохраниться и ДНК. И она действительно оказалась там — правда, большей частью это была чужеродная ДНК поселившихся в кости микроорганизмов, но с помощью современного оборудования удалось извлечь те самые крохи, которые принадлежали древней лошади — и собрать из них «картину» генома целиком.

Но на этом работа не завершилась. Предстоял не менее сложный её этап — сопоставить геном древней лошади с геномами более поздних представителей непарнокопытных, чтобы выявить изменения в отдельных последовательностях. За огромный промежуток времени, лежащий между двумя наиболее древними секвенированными геномами (предыдущий «рекордсмен по возрасту» в 10 раз моложе 700000-летнего объекта исследований), успело накопиться такое количество изменений, что найти соответствие между различными генетическими последовательностями и восстановить по ним этапы эволюции непарнокопытных оказалось непростой вычислительной задачей.

Палеогенетики продемонстрировали, что современный уровень исследовательских технологий позволяет «воскресить» геном существ, живших сотни тысяч лет назад. Возможно, рекорд давности, установленный древней лошадью, не продержится слишком долго.

Автор исследования доктор Людовик Орландо (слева) и руководитель научной группы профессор Эске Виллерслев. (Uffe Wilken)

Автор исследования доктор Людовик Орландо (слева) и руководитель научной группы профессор Эске Виллерслев. (Uffe Wilken)

«Чистая комната» Копенгагенского университета, в которой проводились исследования. (Mikal Schlosser)

«Чистая комната» Копенгагенского университета, в которой проводились исследования. (Mikal Schlosser)

Ослик в сафари-парке Кнутенборг. (Frank Rønsholt)

Ослик в сафари-парке Кнутенборг. (Frank Rønsholt)

Лошадь Пржевальского. (Claudia Feh/Association pour le cheval de Przewalski)

Лошадь Пржевальского. (Claudia Feh/Association pour le cheval de Przewalski)

Лошадь Пржевальского. (Claudia Feh/Association pour le cheval de Przewalski)

Лошадь Пржевальского. (Claudia Feh/Association pour le cheval de Przewalski)

Два элемента трубчатой кости лошади, пролежавшей в вечной мерзлоте Юкона около 700 000 лет, как раз перед извлечением древней ДНК. (Ludovic Orlando)

Два элемента трубчатой кости лошади, пролежавшей в вечной мерзлоте Юкона около 700 000 лет, как раз перед извлечением древней ДНК. (Ludovic Orlando)

Объект исследований — кость, пролежавшая в вечной мерзлоте Юкона около 700 000 лет. (D.G. Froese)

Объект исследований — кость, пролежавшая в вечной мерзлоте Юкона около 700 000 лет. (D.G. Froese)

Объект исследований – кость, пролежавшая в вечной мерзлоте Юкона в Канаде около 700 000 лет. (D.G. Froese)