Alte DNA Enthüllt Die Geschichte Des Pferdes

2024 Autor: Daisy Haig | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 03:04

PARIS - Wissenschaftler sagten letzten Mittwoch, sie hätten die DNA eines Pferdes entschlüsselt, das vor etwa 700.000 Jahren lebte, eine Rekordleistung auf dem jungen Gebiet der Paläo-Genomik.

Der antike Fund weist darauf hin, dass alle Pferde heute, ebenso wie Esel und Zebras, einen gemeinsamen Vorfahren hatten, der vor etwa vier Millionen Jahren, also doppelt so früh wie angenommen, lebte.

Der Durchbruch weckt auch die Hoffnung, dass viele Fossilien, die für die DNA-Probennahme als unbrauchbar gelten, tatsächlich mit genetischen Schätzen vollgestopft sind, sagten die Forscher.

In einem Bericht in der Zeitschrift Nature berichtete das Team, dass die Geschichte vor 10 Jahren mit der Entdeckung eines versteinerten Pferdeknochens im Permafrost an einem Ort namens Thistle Creek im kanadischen Yukon-Territorium begann.

"Es ist ein Stück metapodialer Knochen" aus dem Bein, sagte Ludovic Orlando, ein französischer Forscher am Zentrum für Geogenetik des dänischen Naturkundemuseums.

"Es ist ein Fragment von etwa 15 Zentimetern Länge und 8 Zentimetern Breite."

Die Radiodatierung des Bodens, in dem der Knochen gefunden wurde, zeigt, dass das organische Material dort - zersetzte Blätter usw. - vor etwa 735.000 Jahren abgelagert wurde.

Die Probe war erstaunlicherweise in der tiefen Kälte konserviert worden – aber die Zeit hatte ihre Zellen geschädigt und damit die Chancen, nützliche DNA daraus herauszukitzeln, eingeschränkt.

"Es war eine einzigartige Chance, unsere Technologie bis an die Grenzen zu bringen", sagte Orlando gegenüber AFP.

"Um ehrlich zu sein, ich selbst hätte das nicht für möglich gehalten, als wir die Idee zum ersten Mal in Angriff genommen haben."

Diese frühen Zweifel begannen im Labor zu verschwinden, als es den Forschern gelang, Reste von Kollagen zu lokalisieren – dem Hauptprotein, das in Knochen vorkommt, sowie biologischen Markern für Blutgefäße.

Was ist mit der zellulären DNA?

An diesem Punkt kam die Enttäuschung. Die zu Beginn der Analyse vor drei Jahren verfügbare Technologie war weit davon entfernt, diese winzigen DNA-Schnipsel in einen verständlichen Code umzuwandeln.

"Wir konnten nur etwa alle 200 Versuche ein Stück DNA-Sequenz erhalten", sagte Orlando.

Was die Dinge veränderte, war ein Generationswechsel in der Sequenzierungstechnologie.

Die Wissenschaftler nutzten eine Innovation in der medizinischen Forschung und fanden einen Weg, DNA-Moleküle zu entwirren, ohne sie in einer Sequenziermaschine "amplifizieren" zu müssen.

Dieser Ansatz bedeutete, dass die kostbare Probe nicht durch endlose Fehler verschwendet wurde und das Risiko einer weiteren Verschlechterung durch Handhabung und Luftexposition minimiert wurde.

Das Ergebnis war eine drei- bis vierfache Verbesserung der Erfolgsrate, die sich bei weiterer Optimierung von Temperatur und Extraktionsmethode auf den Faktor 10 erhöhte.

"Wir sind von einem von 200 auf etwa einen von 20 gestiegen", sagte Orlando.

"Was dabei herauskam, waren winzige Sequenzreste, die wir dann zu einem vollständigen genetischen Code wieder zusammensetzen mussten", sagte er.

"Es ist, als würde man eine Vase reparieren, die in tausend Teile zerbrochen ist – nur diese hat Milliarden von Teilen!"

Das Ergebnis ist das älteste vollständig sequenzierte Genom – von einem Tier, das vor 560.000 bis 780.000 Jahren gelebt hat.

Der bisherige Rekord wurde durch die Sequenzierung eines rätselhaften Menschen gehalten, der als Denisova-Hominin bekannt ist und vor 70.000 bis 80.000 Jahren lebte.

Die Pferdesequenz wurde mit dem Genom eines Pferdes verglichen, das im späten Pleistozän vor 43.000 Jahren lebte, sowie mit dem von fünf modernen Pferderassen, einem Przewalski-Pferd (eine wilde Pferdeart, die sich vom Hauspferd abwandte), und ein Esel.

„Unsere Analysen deuten darauf hin, dass die Equus-Linie, aus der alle heutigen Pferde, Zebras und Esel hervorgegangen sind, vier bis 4,5 Millionen Jahre vor der Gegenwart entstanden ist, das Doppelte der konventionell akzeptierten Zeit“, heißt es in der Studie.

Es deutete auch darauf hin, dass Bemühungen, das Przewalski-Pferd durch Kreuzung mit Hausrassen zu erhalten, genetisch gültig sind. Es scheint wenig genetischen Eingriff in die wilde Variante gegeben zu haben.

Über diese unmittelbare Entdeckung hinaus sind die Wissenschaftler zuversichtlich, dass ihre Arbeit eines Tages durch Fossilien, deren DNA für eine Sequenzierung als zu degradiert gilt, Licht auf prähistorische Tiere oder sogar unsere eigenen Vorfahren werfen wird.

"Unter sehr kalten Bedingungen haben etwa 10 Prozent der kleinen Moleküle eine gute Chance, über eine Million Jahre hinaus zu überleben", sagte Orlando.

"Wir haben eine Tür geöffnet, von der wir dachten, sie sei für immer verschlossen. Es hängt alles vom technologischen Fortschritt ab, aber wir haben viele Argumente dafür, dass die Zukunft uns zu Schätzen führen wird, nicht in eine Sackgasse."