Древние дикие лошади помогают раскрыть прошлое
Международная команда исследователей использовала древнюю ДНК и получила убедительные доказательства того, что низкое генетическое разнообразие современных жеребцов является результатом процесса одомашнивания.
Команда под руководством профессора Мичи Хофрайтера из Йоркского университета (Великобритания) провела первое исследование последовательностей Y-хромосомной ДНК вымерших древних диких лошадей и обнаружила в ней большое разнообразие.
Результаты, опубликованные в Nature Communications, показывают, что почти полное отсутствие генетического разнообразия у современных самцов лошадей обусловлено не свойствами, присущими диким лошадям, а самим процессом доместикации.
Профессор Хофрайтер отметил: «В отличие от современных домашних кобыл, где разнообразие велико, генетическое разнообразие у жеребцов практически равно нулю. Одна из гипотез объясняет это тем, что у современных лошадей мало разнообразия по Y-хромосоме, потому что дикие лошади, от которых они произошли, также не были разнообразны, отчасти из-за гаремной системы спаривания, подразумевающей неравный репродуктивный успех самцов. Наши результаты отвергают эту гипотезу, так как разнообразие Y-хромосомы у древних диких лошадей было высоким. Вместо этого наши данные говорят о том, что отсутствие генетического разнообразия у современных лошадей — прямое следствие самого процесса одомашнивания».
Y-хромосома — ценный инструмент в популяционной генетике, позволяющий напрямую оценивать эволюционные процессы, затрагивающие только отцовскую линию. До сих пор исследования митохондриальной ДНК не смогли обнаружить происхождение домашних лошадей. Однако новые маркеры Y-хромосомы теперь открывают возможность решить этот вопрос детально.
В рамках исследования учёные секвенировали Y-хромосомную ДНК восьми древних диких лошадей возрастом от примерно 15 000 до более 47 000 лет и одной домашней лошади возрастом 2800 лет. Результаты сравнили с последовательностями ДНК лошадей Пржевальского — единственной сохранившейся популяции диких лошадей — и 52 домашних лошадей, представляющих 15 современных пород, секвенированных ранее.
Одомашнивание лошадей началось примерно 5500 лет назад. ДНК из скелетных останков домашнего жеребца из Сибири возрастом 2800 лет показала, что в отличие от современных лошадей, разнообразие по Y-хромосоме всё ещё существовало спустя несколько тысяч лет после первоначального одомашнивания.
Профессор Хофрайтер пояснил: «Это говорит о том, что некоторый уровень разнообразия Y-хромосомы всё ещё существовал у домашних лошадей спустя несколько тысячелетий после доместикации, хотя выявленная линия была тесно связана с современной домашней линией».
Исследование было проведено в Германии Себастьяном Липпольдом из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге. Результаты были затем независимо воспроизведены в Центре геогенетики Копенгагенского университета (Дания).
Себастьян Липпольд сказал: «Работа с древней Y-хромосомной ДНК была особенно сложной, но это была единственная возможность исследовать разнообразие Y-хромосомы у диких лошадей. Теперь у нас есть первое представление об исконном разнообразии и, следовательно, лучшее понимание того, сколько разнообразия было утрачено. По сути, это был важный первый шаг, который указывает на потенциал маркера Y-хромосомы для дальнейшего изучения истории одомашнивания лошадей».
Анализ и интерпретацию данных провела Бет Шапиро, доцент кафедры биологии Университета Пенсильвании (США).
Она отметила: «Большинство исследований древней ДНК до сих пор было сосредоточено на другой части генома — митохондриях, которые гораздо более многочисленны в клетках и поэтому с ними легче работать, когда ДНК деградировала. Это было серьёзным ограничением, потому что у нас обычно есть хорошее представление только о том, что происходило по материнской линии. Здесь мы смогли взглянуть на то, что происходило по отцовской линии, и, вероятно, неудивительно, мы видим, что у самцов происходило нечто иное, чем у самок. Это захватывающе и означает, что мы можем начать получать гораздо лучшее представление о том, как такие события, как одомашнивание и изменение климата, сформировали разнообразие ныне живущих организмов».
Исследователи обнаружили, что лошадь Пржевальского демонстрирует гаплотипы ДНК, отсутствующие у современных домашних лошадей, что говорит о том, что они не являются предками современных домашних лошадей. Однако, хотя данные по Y-хромосоме подтверждают историческую изоляцию, они также указывают на близкое эволюционное родство между домашней лошадью и лошадью Пржевальского, поскольку гаплотип Y-хромосомы Пржевальского более похож на два домашних, чем любой из гаплотипов древних диких лошадей.