Claudia Feh, Association pour le cheval de Przewalski
Przewalskin hevonen, joka on hiljattain tuotu takaisin sukupuuton partaalta Mongoliassa, on todella viimeinen jäljellä oleva luonnonvarainen hevonen, ehdottaa uusi tutkimus.
Nöyrästä hevosesta on saatu kaikkien lajien vanhin täydellinen genomisekvenssi – yli puoli miljoonaa vuotta vanhasta yksilöstä, joka löytyi jäätyneenä Kanadan arktisen alueen ikiroudasta. Tänään Nature-lehdessä1 julkaistu löydös siirtää hevoseläinten tunnettua alkuperää noin 2 miljoonaa vuotta taaksepäin ja antaa monenlaisia evoluutio-oppeja.
Sekvenssi saatiin 780 000-560 000 vuotta sitten eläneen hevosen jalkaluusta. Sekvensoimalla eläimen perimän yhdessä 43 000 vuotta vanhan hevosen, viiden nykyaikaisen kotieläinhevosrodun, villin Przewalskin hevosen ja aasin perimän kanssa tutkijat pystyivät jäljittämään hevosheimon evoluutiohistorian ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti. He arvioivat, että hevoset, aasit ja seeprat sisältävän nykyaikaisen Equus-suvun muinainen esi-isä haarautui muista eläinlinjoista noin neljä miljoonaa vuotta sitten – kaksi kertaa niin kauan sitten kuin tutkijat olivat aiemmin luulleet.
”Olemme voittaneet aikarajan”, sanoo evoluutiobiologi Ludovic Orlando Kööpenhaminan yliopistosta, joka johti työtä kollegansa Eske Willerslevin kanssa. Orlando toteaa, että vanhin aiemmin sekvensoitu DNA oli peräisin jääkarhusta, joka oli 110 000-130 000 vuotta vanha2, ja toteaa: ”Yhtäkkiä meillä on käytettävissämme paljon enemmän sukupuuttoon kuolleita lajeja kuin olisimme aiemmin voineet edes uneksia sekvensoinnista”.”
Ryhmä pystyi sekvensoimaan näin vanhaa DNA:ta osittain siksi, että luun löytöalueella vallitsi jäätävä maan lämpötila, joka olisi hidastanut DNA:n hajoamisnopeutta.
Mutta tutkijat onnistuivat myös siksi, että he olivat kehittäneet täydellisiksi tekniikat DNA:n uuttamiseksi ja valmistelemiseksi, jotta sen laatu säilyisi sekvensointia varten. He kohdistuivat fossiilin sisällä olevaan kudokseen, jossa on korkea DNA-pitoisuus, kuten kollageeniin. He myös yhdistivät DNA:n sekvensointitekniikoita saadakseen maksimaalisen DNA:n kattavuuden – käyttämällä rutiininomaista seuraavan sukupolven sekvensointia ja yhden molekyylin sekvensointia, jossa kone lukee DNA:n suoraan ilman tarvetta monistaa sitä, jolloin osa DNA-sekvensseistä voi hävitä.
Nyt alan suuri haaste on soveltaa näitä tekniikoita muihin lajeihin, kuten muinaisiin ihmislajeihin, kuten Homo heidelbergensis ja Homo erectus, jotka elivät sadoista tuhansista yli miljoonaan vuotta sitten. Tällaisia yksilöitä ei kuitenkaan todennäköisesti löydy DNA:ta säilyttävän ikiroudan alle haudattuna.
”Todellinen haaste tällä hetkellä alalla on näiden seuraavan sukupolven sekvensointitekniikoiden yhdistäminen mahdollisuuteen analysoida näytteitä, jotka eivät ole ikiroudan peitossa”, sanoo Carles Lalueza-Fox, paleogenetiikan tutkija Evoluutiobiologian instituutissa Barcelonassa, Espanjassa.
Villihevoset
Orlandon ja Willerslevin artikkeli antaa viitteitä muunlaisista löydöistä, joita nämä teknologiat voivat mahdollistaa. Heidän ryhmänsä pystyi esimerkiksi tukemaan väitettä, jonka mukaan Przewalskin hevonen (Equus ferus przewalskii), joka palautettiin Mongoliassa lähes sukupuuttoon kuolemisen partaalta vankeudessa kasvatusohjelmien avulla, on todella viimeinen jäljellä oleva luonnonvarainen hevonen, kun sitä verrataan geneettisesti kesytettyihin hevosiin.
Tutkijat pystyivät myös jäljittämään hevospopulaation kokoa ajan mittaan etsimällä populaation kokoa kuvaavia genomisia merkkejä ja pystyivät näin osoittamaan, että populaatiot kasvoivat runsaan laidunmaan kausina, äärimmäisten kylmien kausien välissä.
Mutta se ei ole yllättävää. Muiden tutkijoiden mukaan se on periaatteellinen todiste siitä, miten vastaavilla tutkimuksilla voidaan tutkia tekijöitä, jotka ovat ajaneet evoluutiota ja lajistumista. ”Tällaiset tutkimukset antavat meille uudenlaisia näkymiä, jotka näyttävät meille pähkinänkuoressa, miten evoluutio toimii”, sanoo Alan Cooper, Adelaiden yliopiston Australian Center for Ancient DNA:n johtaja.
Vaikka Willerslev ja Orlando sanovatkin, että teoriassa olisi mahdollista herättää muinainen hevonen henkiin istuttamalla modernin hevosen munasoluun muinaista DNA:ta, he eivät aio tehdä niin. He sanovat, että pelkästään genomin kokoaminen monista pienistä DNA-palasista on ollut valtava tehtävä. Toistaiseksi he keskittyvät mieluummin parantamaan tekniikkaansa entisestään, ennen kuin testaavat sitä muilla näytteillä.
Kun tekniikka on hallussa, Willerslev ennustaa, että sillä on valtava vaikutus evoluutiobiologiaan. ”Muinaisgenomiikka tulee muuttamaan paljon tapoja, joilla tarkastelemme evoluutiota tähän asti”, hän sanoo.
Seuraa Erikaa Twitterissä @Erika_Check.