Claudia Feh, Association pour le cheval de Przewalski
Kůň Převalského, který byl nedávno v Mongolsku přivezen z pokraje vyhynutí, je skutečně posledním divokým koněm, naznačuje nová studie.
Kon skromný poskytl nejstarší úplnou sekvenci genomu jakéhokoli druhu – z exempláře starého více než půl milionu let, který byl nalezen zmrzlý v permafrostu kanadské Arktidy. Tento nález, publikovaný dnes v časopise Nature1, posouvá známý původ koňské linie asi o 2 miliony let a přináší řadu evolučních poznatků.
Sekvence byla získána z kosti nohy koně, který žil před 780 000 až 560 000 lety. Sekvenováním genomu tohoto zvířete spolu s genomy 43 000 let starého koně, pěti moderních plemen domácích koní, divokého koně Převalského a osla se vědcům podařilo vysledovat evoluční historii čeledi koní v dosud nevídaných detailech. Odhadují, že dávný předek moderního rodu Equus, do něhož patří koně, osli a zebry, se oddělil od ostatních zvířecích linií asi před 4 miliony let – dvakrát dříve, než se vědci dosud domnívali.
„Překonali jsme časovou bariéru,“ říká evoluční biolog Ludovic Orlando z Kodaňské univerzity, který práci vedl spolu s kolegyní Eske Willerslevovou. S poukazem na to, že nejstarší dosud sekvenovaná DNA pocházela z ledního medvěda starého 110 000 až 130 000 let2, Orlando říká: „Najednou máte přístup k mnohem většímu počtu vyhynulých druhů, než o jakém se vám dříve mohlo zdát.“
Tým byl schopen sekvenovat tak starou DNA částečně díky mrazivým teplotám půdy v oblasti, kde byla kost nalezena, které by zpomalily rychlost rozpadu DNA.
Vědci však byli úspěšní také proto, že zdokonalili techniku extrakce a přípravy DNA, aby zachovali její kvalitu pro sekvenování. Zaměřili se na tkáň uvnitř fosilie, která má vysoký obsah DNA, například kolagen. Zkombinovali také techniky sekvenování DNA, aby dosáhli maximálního pokrytí DNA – použili rutinní sekvenování nové generace s jednomolekulovým sekvenováním, při němž přístroj přímo čte DNA bez nutnosti jejího zesílení, které může způsobit ztrátu některých sekvencí DNA.
Nyní je pro obor velkou výzvou aplikovat tyto techniky na další druhy, jako jsou starověké lidské druhy, včetně Homo heidelbergensis a Homo erectus, které žily před stovkami tisíc až více než 1 milionem let. Je však nepravděpodobné, že by se takové vzorky našly pohřbené v permafrostu, který uchovává DNA.
„Skutečnou výzvou v této oblasti je nyní kombinace těchto technologií sekvenování nové generace s možností analyzovat vzorky, které nejsou v permafrostu,“ říká Carles Lalueza-Fox, paleogenetik z Ústavu evoluční biologie v Barceloně ve Španělsku.
Divocí koně
Orlandův a Willerslevův článek naznačuje další typy objevů, které tyto technologie mohou umožnit. Jejich tým například dokázal podpořit tvrzení, že kůň Převalského (Equus ferus przewalskii), který byl v Mongolsku díky programům chovu v zajetí navrácen z téměř vyhubeného stavu, je při genetickém srovnání s domestikovanými koňmi skutečně posledním zbývajícím divokým koněm.
Výzkumníci byli také schopni sledovat velikost koňské populace v čase pomocí hledání genomických znaků velikosti populace, a byli tak schopni prokázat, že populace rostla v obdobích hojných travnatých ploch, mezi obdobími extrémních mrazů.
To však není překvapivé. Podle jiných vědců je to důkaz principu, jak lze podobné studie využít ke zkoumání faktorů, které poháněly evoluci a speciaci. „Tento druh studie nám přináší nové pohledy, které nám ukazují to pravé ořechové, jak evoluce funguje,“ říká Alan Cooper, ředitel Australského centra pro starověkou DNA při Adelaiské univerzitě.
Ačkoli Willerslev a Orlando tvrdí, že by teoreticky bylo možné vzkřísit dávného koně implantací moderního koňského vajíčka s dávnou DNA, nemají to v plánu. Říkají, že už jen sestavení genomu z mnoha malých fragmentů DNA byl ohromný úkol. Zatím se raději soustředí na další zdokonalování své techniky, než ji vyzkouší na dalších vzorcích.
Když techniku zvládnou, Willerslev předpovídá, že bude mít obrovský dopad na evoluční biologii. „Starověká genomika změní mnoho dosavadních způsobů, jak se díváme na evoluci,“ říká.
Sledujte Eriku na Twitteru na @Erika_Check.