Claudia Feh, Association pour le cheval de Przewalski
Il cavallo di Przewalski, recentemente riportato dall’orlo dell’estinzione in Mongolia, è veramente l’ultimo cavallo selvaggio rimasto, suggerisce il nuovo studio.
L’umile cavallo ha fornito la più antica sequenza completa del genoma di qualsiasi specie – da un esemplare di oltre mezzo milione di anni, trovato congelato nel permafrost dell’Artico canadese. La scoperta, pubblicata su Nature oggi1, spinge indietro le origini conosciute della stirpe equina di circa 2 milioni di anni, e produce una varietà di intuizioni evolutive.
La sequenza è stata estratta da un osso del piede di un cavallo vissuto tra 780.000 e 560.000 anni fa. Sequenziando il genoma dell’animale, insieme a quelli di un cavallo di 43.000 anni, cinque razze di cavalli domestici moderni, un cavallo selvaggio di Przewalski e un asino, i ricercatori sono stati in grado di tracciare la storia evolutiva della famiglia dei cavalli in un dettaglio senza precedenti. Essi stimano che l’antico antenato del moderno genere Equus, che comprende cavalli, asini e zebre, si è ramificato da altri lignaggi animali circa 4 milioni di anni fa – il doppio del tempo che gli scienziati avevano precedentemente pensato.
“Abbiamo battuto la barriera del tempo”, dice il biologo evolutivo Ludovic Orlando dell’Università di Copenhagen, che ha guidato il lavoro con il collega Eske Willerslev. Notando che il più antico DNA sequenziato prima di questo veniva da un orso polare tra 110.000 e 130.000 anni2, Orlando dice: “Tutto ad un tratto, si ha accesso a molte più specie estinte di quanto si sarebbe mai potuto sognare di sequenziare prima.”
Il team è stato in grado di sequenziare un DNA così vecchio in parte a causa delle temperature gelide del terreno nella zona in cui è stato trovato l’osso, che avrebbero rallentato il tasso di decadimento del DNA.
Ma i ricercatori hanno avuto successo anche perché avevano perfezionato le tecniche di estrazione e preparazione del DNA per preservarne la qualità per il sequenziamento. Hanno preso di mira il tessuto all’interno del fossile che ha un alto contenuto di DNA, come il collagene. Hanno anche combinato le tecniche di sequenziamento del DNA per ottenere la massima copertura del DNA – usando il sequenziamento di routine di prossima generazione con il sequenziamento a singola molecola in cui una macchina legge direttamente il DNA senza la necessità di amplificarlo che può perdere alcune sequenze di DNA.
Ora, una grande sfida per il campo è applicare queste tecniche ad altre specie come le antiche specie umane, tra cui Homo heidelbergensis e Homo erectus, che vivevano da centinaia di migliaia a più di 1 milione di anni fa. Ma è improbabile che tali esemplari si trovino sepolti nel permafrost che conserva il DNA.
“La vera sfida in questo momento sul campo è combinare queste tecnologie di sequenziamento di nuova generazione con la possibilità di analizzare campioni non permafrost”, dice Carles Lalueza-Fox, un paleogenetista presso l’Istituto di biologia evolutiva di Barcellona, Spagna.
Cavalli selvaggi
Il documento di Orlando e Willerslev accenna ad altri tipi di scoperte che queste tecnologie possono permettere. Il loro team, per esempio, è stato in grado di sostenere la tesi che il cavallo di Przewalski (Equus ferus przewalskii), che è stato riportato indietro dalla quasi estinzione in Mongolia da programmi di allevamento in cattività, è veramente l’ultimo cavallo selvaggio rimasto quando viene confrontato geneticamente con i cavalli domestici.
I ricercatori sono stati anche in grado di tracciare la dimensione della popolazione di cavalli nel tempo, cercando le firme genomiche delle dimensioni della popolazione, e sono stati quindi in grado di dimostrare che le popolazioni sono cresciute in periodi di abbondanti pascoli, tra i periodi di freddo estremo.
Ma questo non è sorprendente. Altri ricercatori dicono che è una prova di principio per come studi simili possono essere utilizzati per esplorare i fattori che hanno guidato l’evoluzione e la speciazione. “Questo tipo di studio ci sta dando nuovi punti di vista che ci mostrano come funziona l’evoluzione”, dice Alan Cooper, direttore dell’Australian Center for Ancient DNA dell’Università di Adelaide.
Anche se Willerslev e Orlando dicono che sarebbe teoricamente possibile resuscitare il cavallo antico impiantando un uovo di cavallo moderno con il DNA antico, non hanno intenzione di farlo. Dicono che è stato un compito formidabile solo per assemblare il genoma da molti piccoli frammenti di DNA. Per ora, preferiscono concentrarsi sul miglioramento delle loro tecniche, prima di testarle su altri campioni.
Quando avranno padroneggiato la tecnica, Willerslev prevede che avrà un enorme impatto sulla biologia evolutiva. “La genomica antica cambierà molti dei modi in cui guardiamo l’evoluzione fino ad oggi”, dice.
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