Claudia Feh, Association pour le cheval de Przewalski
Calul de Przewalski, recent adus înapoi de pe cale de dispariție în Mongolia, este cu adevărat ultimul cal sălbatic rămas, sugerează noul studiu.
Acest umil cal a furnizat cea mai veche secvență completă a genomului oricărei specii – de la un exemplar vechi de peste o jumătate de milion de ani, găsit înghețat în permafrostul din Arctica canadiană. Descoperirea, publicată astăzi în Nature1, împinge înapoi originile cunoscute ale neamului ecvestru cu aproximativ 2 milioane de ani și oferă o varietate de informații despre evoluție.
Secvența a fost extrasă dintr-un os al piciorului unui cal care a trăit între 780.000 și 560.000 de ani în urmă. Prin secvențierea genomului animalului, împreună cu cele ale unui cal vechi de 43.000 de ani, a cinci rase moderne de cai domestici, a unui cal sălbatic de Przewalski și a unui măgar, cercetătorii au reușit să urmărească istoria evolutivă a familiei cailor într-un detaliu fără precedent. Ei estimează că strămoșul străvechi al genului Equus modern, care include caii, măgarii și zebrele, s-a desprins din alte neamuri de animale în urmă cu aproximativ 4 milioane de ani – de două ori mai mult decât credeau oamenii de știință anterior.
„Am bătut bariera timpului”, spune biologul evoluționist Ludovic Orlando de la Universitatea din Copenhaga, care a condus lucrarea împreună cu colegul său Eske Willerslev. Observând că cel mai vechi ADN secvențiat înainte de aceasta provenea de la un urs polar cu o vechime cuprinsă între 110.000 și 130.000 de ani2, Orlando spune: „Dintr-o dată, ai acces la mult mai multe specii dispărute decât ai fi putut visa vreodată să secvențiezi înainte.”
Echipa a reușit să secvențieze un ADN atât de vechi parțial datorită temperaturilor scăzute ale solului din zona în care a fost găsit osul, care ar fi încetinit rata de descompunere a ADN-ului.
Dar cercetătorii au avut succes și pentru că au perfecționat tehnicile de extragere și pregătire a ADN-ului pentru a păstra calitatea acestuia pentru secvențiere. Ei au vizat țesuturile din interiorul fosilei care au un conținut ridicat de ADN, cum ar fi colagenul. De asemenea, au combinat tehnicile de secvențiere a ADN-ului pentru a obține o acoperire maximă a ADN-ului – folosind secvențierea de rutină de generație următoare cu secvențierea cu o singură moleculă, în care o mașină citește direct ADN-ul fără a fi nevoie să îl amplifice, ceea ce poate pierde unele secvențe de ADN.
Acum, o provocare majoră pentru acest domeniu este de a aplica aceste tehnici la alte specii, cum ar fi speciile umane antice, inclusiv Homo heidelbergensis și Homo erectus, care au trăit în urmă cu sute de mii până la mai mult de 1 milion de ani. Dar este puțin probabil ca astfel de specimene să fie găsite îngropate în permafrostul care conservă ADN-ul.
„Adevărata provocare în acest moment în domeniu este combinarea acestor tehnologii de secvențiere de generație următoare cu posibilitatea de a analiza eșantioane care nu sunt în permafrost”, spune Carles Lalueza-Fox, paleogenetician la Institutul de Biologie Evolutivă din Barcelona, Spania.
Caii sălbatici
Articolul lui Orlando și Willerslev face aluzie la alte tipuri de descoperiri pe care aceste tehnologii le pot permite. Echipa lor, de exemplu, a reușit să susțină afirmația conform căreia calul lui Przewalski (Equus ferus przewalskii), care a fost readus de pe cale de dispariție în Mongolia prin programe de creștere în captivitate, este cu adevărat ultimul cal sălbatic rămas, atunci când este comparat genetic cu caii domesticiți.
Cercetătorii au reușit, de asemenea, să urmărească dimensiunea populației de cai de-a lungul timpului, căutând semnături genomice ale mărimii populației, și au putut astfel să arate că populațiile au crescut în perioadele de pășuni abundente, între perioadele de frig extrem.
Dar acest lucru nu este surprinzător. Alți cercetători spun că este o dovadă de principiu pentru modul în care pot fi folosite studii similare pentru a explora factorii care au determinat evoluția și speciația. „Acest tip de studiu ne oferă puncte de vedere noi care ne arată cum funcționează evoluția”, spune Alan Cooper, directorul Centrului australian pentru ADN antic de la Universitatea din Adelaide.
Deși Willerslev și Orlando spun că, teoretic, ar fi posibil să reînvie calul străvechi prin implantarea unui ovul de cal modern cu ADN-ul străvechi, ei nu au planuri de a face acest lucru. Ei spun că a fost o sarcină formidabilă doar pentru a asambla genomul din multe fragmente mici de ADN. Deocamdată, ei preferă să se concentreze pe îmbunătățirea în continuare a tehnicilor lor, înainte de a le testa pe alte eșantioane.
Când vor reuși să stăpânească tehnica, Willerslev prezice că aceasta va avea un impact uriaș asupra biologiei evoluționiste. „Genomica antică va schimba o mulțime de moduri în care privim evoluția până în prezent”, spune el.
Să o urmăriți pe Erika pe Twitter la @Erika_Check.
.