Палеогенетики расшифровали геном предка современных лошадей, жившего 700 тысяч лет назад.

Объект исследований — кость, пролежавшая в вечной мерзлоте Юкона (Канада) около 700 000 лет.
«Чистая комната» Копенгагенского университета, в которой проводились исследования.
Ведущий автор исследования доктор Людовик Орландо (Ludovic Orlando) и руководитель профессор Эске Виллерслев (Eske Willerslev).
Лошади Пржевальского. Современные непарнокопытные.
Осел. Современное непарнокопытное.

Фрагменты ДНК могут уцелеть в ископаемых останках существа спустя тысячи лет после его смерти. И из этих фрагментов вполне возможно собрать головоломку, в которой зашифрован геном данного представителя своего вида — так были восстановлены геномы нескольких древних людей и архаичных гоминидов. Но секвенировать геном существа, пролежавшего в вечной мерзлоте 700 тыс. лет — своего рода рекорд.

Сравнив геном современного осла и шести лошадей, а также геном лошади, возраст которой составляет около 43 тыс. лет, с геномом их древнего предка, ученые смогли оценить скорость накопления мутаций и рассчитать, что последний общий предок всех современных непарнокопытных жил около 4,0−4,5 млн лет назад. Таким образом, эволюционные «корни» лошадей, ослов и зебр залегают в два раза глубже в толще времен, чем считалось ранее. За этот период предки непарнокопытных неоднократно переживали тяжелые периоды в своей истории, сопровождавшиеся резким сокращением численности — вероятно, связанные с климатическими изменениями.

Также исследователям удалось раскрыть тайну эволюции лошадей Пржевальского — единственного сохранившегося вида диких лошадей. Внешне они значительно отличаются от одомашненных лошадей, к тому же имеют в своем геноме пару «лишних» хромосом. Лошади Пржевальского едва не вымерли в 1970-х годах, но вид удалось сохранить. Геном внутри популяции лошадей Пржевальского достаточно разнообразен, чтобы они могли избежать близкородственного скрещивания и благополучно развиваться как вид.

Новое исследование показало, что лошади Пржевальского были изолированы от генетической линии, к которой принадлежат одомашненные лошади, примерно 50 тыс. лет назад.

Ученые были весьма взволнованы, обнаружив в извлеченной из вечной мерзлоты кости признаки аминокислот, характерных для коллагена: их присутствие могло указывать на сохранившиеся белки. Когда прямое секвенирование пептидов коллагена увенчалось успехом, исследователи предположили, что могла сохраниться и ДНК. И она действительно оказалась там — правда, большей частью это была чужеродная ДНК поселившихся в кости микроорганизмов, но с помощью современного оборудования удалось извлечь те самые крохи, которые принадлежали древней лошади — и собрать из них «картину» генома целиком.

Но на этом работа не завершилась. Предстоял не менее сложный её этап — сопоставить геном древней лошади с геномами более поздних представителей непарнокопытных, чтобы выявить изменения в отдельных последовательностях. За огромный промежуток времени, лежащий между двумя наиболее древними секвенированными геномами (предыдущий «рекордсмен по возрасту» в 10 раз моложе 700 000-летнего объекта исследований), успело накопиться такое количество изменений, что найти соответствие между различными генетическими последовательностями и восстановить по ним этапы эволюции непарнокопытных оказалось непростой вычислительной задачей.

Палеогенетики продемонстрировали, что современный уровень исследовательских технологий позволяет «воскресить» геномы существ, живших сотни тысяч лет назад. Возможно, рекорд давности, установленный древней лошадью, не продержится слишком долго.

По пресс-релизу University of Copenhagen