Claudia Feh, Association pour le cheval de Przewalski
Le cheval de Przewalski, récemment ramené du bord de l’extinction en Mongolie, est véritablement le dernier cheval sauvage, suggère la nouvelle étude.
L’humble cheval a fourni la séquence complète du génome la plus ancienne de toutes les espèces – à partir d’un spécimen vieux de plus d’un demi-million d’années, trouvé congelé dans le permafrost de l’Arctique canadien. Cette découverte, publiée dans Nature aujourd’hui1, repousse les origines connues de la lignée équine d’environ 2 millions d’années, et apporte une variété de perspectives évolutives.
La séquence a été extraite d’un os du pied d’un cheval ayant vécu entre 780 000 et 560 000 ans. En séquençant le génome de l’animal, ainsi que ceux d’un cheval vieux de 43 000 ans, de cinq races de chevaux domestiques modernes, d’un cheval sauvage de Przewalski et d’un âne, les chercheurs ont pu retracer l’histoire évolutive de la famille des chevaux avec une précision sans précédent. Ils estiment que l’ancien ancêtre du genre moderne Equus, qui comprend les chevaux, les ânes et les zèbres, s’est séparé d’autres lignées animales il y a environ 4 millions d’années, soit deux fois plus longtemps que ce que les scientifiques pensaient auparavant.
« Nous avons battu la barrière du temps », déclare le biologiste évolutionniste Ludovic Orlando, de l’université de Copenhague, qui a dirigé les travaux avec son collègue Eske Willerslev. Notant que le plus ancien ADN séquencé avant cela provenait d’un ours polaire âgé de 110 000 à 130 000 ans2, Orlando déclare : « Tout d’un coup, vous avez accès à beaucoup plus d’espèces éteintes que vous n’auriez jamais pu rêver de séquencer auparavant. »
L’équipe a pu séquencer un ADN aussi ancien en partie grâce aux températures glaciales du sol dans la zone où l’os a été trouvé, ce qui aurait ralenti le taux de décomposition de l’ADN.
Mais les chercheurs ont également réussi parce qu’ils avaient perfectionné les techniques d’extraction et de préparation de l’ADN afin de préserver sa qualité pour le séquençage. Ils ont ciblé les tissus du fossile qui ont une forte teneur en ADN, comme le collagène. Ils ont également combiné les techniques de séquençage de l’ADN pour obtenir une couverture maximale de l’ADN – en utilisant le séquençage de routine de la prochaine génération avec le séquençage de molécules uniques dans lequel une machine lit directement l’ADN sans avoir besoin de l’amplifier vers le haut, ce qui peut perdre certaines séquences d’ADN.
Maintenant, un défi majeur pour le domaine est d’appliquer ces techniques à d’autres espèces telles que les espèces humaines anciennes, notamment Homo heidelbergensis et Homo erectus, qui vivaient il y a des centaines de milliers à plus d’un million d’années. Mais il est peu probable de trouver de tels spécimens enfouis dans le pergélisol préservant l’ADN.
« Le véritable défi actuel sur le terrain est de combiner ces technologies de séquençage de nouvelle génération avec la possibilité d’analyser des échantillons non pergélisolés », explique Carles Lalueza-Fox, paléogénéticien à l’Institut de biologie évolutive de Barcelone, en Espagne.
Des chevaux sauvages
L’article d’Orlando et Willerslev laisse entrevoir les autres types de découvertes que ces technologies peuvent permettre. Leur équipe, par exemple, a pu soutenir l’affirmation selon laquelle le cheval de Przewalski (Equus ferus przewalskii), qui a été ramené de la quasi-extinction en Mongolie par des programmes d’élevage en captivité, est véritablement le dernier cheval sauvage lorsqu’on le compare génétiquement aux chevaux domestiqués.
Les chercheurs ont également pu retracer la taille de la population de chevaux dans le temps en recherchant les signatures génomiques de la taille de la population, et ont ainsi pu montrer que les populations se sont développées dans les périodes d’abondance de prairies, entre les périodes de froid extrême.
Mais cela n’est pas surprenant. D’autres chercheurs affirment qu’il s’agit d’une preuve de principe de la façon dont des études similaires peuvent être utilisées pour explorer les facteurs qui ont conduit l’évolution et la spéciation. « Ce type d’étude nous donne des points de vue inédits qui nous montrent les rouages de l’évolution », déclare Alan Cooper, directeur de l’Australian Center for Ancient DNA de l’Université d’Adélaïde.
Bien que Willerslev et Orlando disent qu’il serait théoriquement possible de ressusciter le cheval ancien en implantant un œuf de cheval moderne avec l’ADN ancien, ils n’ont pas l’intention de le faire. Ils affirment que l’assemblage du génome à partir de nombreux petits fragments d’ADN a été une tâche formidable. Pour l’instant, ils préfèrent se concentrer sur l’amélioration de leurs techniques, avant de les tester sur d’autres échantillons.
Quand ils auront maîtrisé la technique, Willerslev prédit qu’elle aura un impact énorme sur la biologie de l’évolution. « La génomique ancienne changera beaucoup de la façon dont nous regardons l’évolution à ce jour », dit-il.
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