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最古老的完整基因组揭示了古老马匹的进化

深入了解古代马匹基因组,以及它如何重塑我们对马匹进化和保护的理解。

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距今70万岁的马骨(跖骨)两块,在提取DNA之前。图片由Ludovic Orlando提供 在加拿大偏远的育空地区永冻土中发现的一块古代马脚骨,促使古遗传学家重新校准了他们对马匹历史的整个认识。骨基质中的胶原蛋白痕迹含有足够完整的DNA,可以测序整个基因组,使其成为迄今为止最古老的完整基因组。这块化石马生活在中更新世,距今56万至78万年前。这使得它的基因组成为迄今为止测序的任何物种中最古老的,遥遥领先。事实上,这个马基因组比目前的纪录保持者还要古老大约六倍。在掌握了古代马匹的基因组后,研究人员希望追溯这种早期Equus标本向当代马匹的进化。比较物种包括一匹晚更新世(4.3万年前)的马,一匹现代普氏野马(被认为是最后一个野马种群),以及五个现代品种(阿拉伯马、冰岛马、挪威峡湾马、标准马和纯种马)。研究人员甚至还测序了一头驴。DNA重叠显示,这匹古代马是所有现代野生马、家马以及驴和斑马的祖先。根据这些物种之间的遗传变异,以及这种变化可能发生的速率,科学家们确定Equus谱系起源于400万至450万年前——将马匹谱系的时间延长了先前认为的两倍。

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普氏野马在蒙古西部的Khomyntal,这是三个重新引入地之一。这些马于2004年从法国Le Villaret进口。图片由Claudia Feh, Association pour le cheval de Przewalski提供 研究人员还利用这些数据确定了野生马和家马种群分化的时间,大约在3.8万至7.2万年前。自那时以来,基因显示家马一直在持续选择其强大的免疫系统和敏锐的嗅觉。这一发现对野马也具有启示意义:它证实了普氏野马确实是最后一个现存的野马种,因为它们在家马品种分化之前就从共同祖先分化出来。普氏野马于1996年被列为野外灭绝,但此后已被重新引入到蒙古草原,而这次测序表明,个体具有足够的遗传变异,值得继续进行保护工作。研究人员还发现,根据今天发表在《自然》杂志上的研究,在过去两百万年里,马匹种群曾多次达到顶峰和骤降,这与极端气候变化的时期相吻合。对最古老基因组的测序为马匹历史提供了新的见解,但这项技术将对所有种类的古代物种产生影响。该研究表明,过去认为太古老或太小的古代DNA片段实际上仍然可以被测序。埋藏在地壳上层中,长度仅为25个碱基对的DNA片段可能可以在数百万年内得以保存。所以,古遗传学家们,加油吧!

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