Senovės žirgo DNR atskleidžia genetinį srautą tarp Šiaurės Amerikos ir Eurazijos arklių

Senovės arkliai pleistoceno metu keletą kartų kirto Beringo žemės tiltą abiem kryptimis tarp Šiaurės Amerikos ir Azijos. Autorius: Juliaus Csotonyi iliustracija

Nauji atradimai rodo sąsajas tarp senovės arklių populiacijų Šiaurės Amerikoje, kur vystėsi arkliai, ir Eurazijos, kur jie buvo prisijaukinti.

Naujas senovės tyrimas DNR iš arklių fosilijų, rastų Šiaurės Amerikoje ir Eurazijoje, atrodo, kad arklių populiacijas dviejuose žemynuose jungė Beringo žemės tiltas, judėdamas pirmyn ir atgal ir kelis kartus peržengęs šimtus tūkstančių metų.

Naujos išvados rodo genetinį tęstinumą tarp žirgų, kurie išnyko Šiaurės Amerikoje praėjusio ledynmečio pabaigoje, ir žirgų, kurie galiausiai subrendo Eurazijoje ir kuriuos vėliau europiečiai vėl įvedė į Šiaurės Ameriką. Tyrimas priimtas paskelbti žurnale Molekulinė ekologija ir šiuo metu yra prieinama internete.

Iškastinė arklio galūnė

Paleontologas Aislingas Farrellas laiko mumifikuotą šaldytą arklio porą iš aukso kasyklos Klondike aukso laukuose, Jukono teritorijoje, Kanadoje. Senovės DNR, atgautos iš arklių fosilijų, rodo, kad genų srautas vyksta tarp arklių populiacijų Šiaurės Amerikoje ir Eurazijoje. Kreditas: Jukono vyriausybė

“Šio straipsnio rezultatai rodo, kad ledynmečiu DNR lengvai tekėjo tarp Azijos ir Šiaurės Amerikos, išlaikydama fizinį ir evoliucinį arklių populiacijų ryšį visame Šiaurės pusrutulyje”, – sakė atitinkamas autorius Beth Shapiro, ekologijos ir evoliucinės biologijos profesorius. sakė UC Kalėdų senelis. Cruzas ir Howardo Hugheso medicinos instituto tyrėjas.

Tyrimas pabrėžia Beringo krašto tilto, kaip ekologinio koridoriaus, svarbą didelių gyvūnų judėjimui tarp žemynų pleistoceno metu, kai ledynmečiu susidarė masyvūs ledo sluoksniai. Dramatiškai žemesnis jūros lygis atrado didžiulį žemės plotą, vadinamą Beringia, besidriekiantį nuo Lenos upės Rusijoje iki MacKenzie upės Kanadoje, su daugybe pievų, palaikančių arklių, mamutų, bizonų ir kitų pleistoceno faunų populiacijas.

Paleontologai jau seniai žino, kad Šiaurės Amerikoje žirgai yra kuriami ir įvairinami. Viena arklių karta, žinoma kaip kabaliniai žirgai (įskaitant prijaukintus arklius), maždaug prieš milijoną metų pasklido per Beringo žemės tiltą Eurazijoje, o tada Eurazijos gyventojai pradėjo genetiškai skirtis nuo Šiaurės Amerikoje likusių žirgų.

Naujas tyrimas rodo, kad po padalijimo buvo bent du laikotarpiai, kai arkliai judėjo pirmyn ir atgal tarp žemynų ir augino, todėl Šiaurės Amerikos arklių genomai įgijo Eurazijos DNR segmentus ir atvirkščiai.

„Tai pirmasis išsamus žvilgsnis į senovės arklių populiacijas abiejuose žemynuose“, – sakė pirmoji autorė Alisa Vershinina, podoktorantė, dirbanti Šapiro paleogenomikos laboratorijoje UC Santa Cruz mieste. “Turėdami duomenis iš mitochondrijų ir branduolių genomų, matėme, kad arkliai ne tik plinta tarp žemynų, bet ir kerta genus bei keičiasi genais.”

Mitochondrijų DNR, paveldėta tik iš motinos, yra naudinga tiriant evoliucinius santykius, nes mutacijas kaupia pastoviu greičiu. Taip pat lengviau atsigauti po fosilijų, nes tai yra mažas genomas ir kiekvienoje ląstelėje yra daug kopijų. Tačiau branduolio genomas, kurį neša chromosomos, yra daug turtingesnis evoliucinės informacijos šaltinis.

Paleogenomikos laboratorija

Alisa Vershinina dirba UC Santa Cruz paleogenomikos laboratorijoje, kur sekos nustatymui ir analizei iš fosilijų išskiriama senovės DNR. Kreditas: UC Santa Cruz

Tyrėjai sekė 78 naujus mitochondrijų genomus iš senų arklių Eurazijoje ir Šiaurės Amerikoje. Tyrėjai sujungia tuos, kurie turi 112 anksčiau paskelbtų mitochondrijų genomų. Jie rekonstravo filogenetinį medį, šakos schemą, rodančią, kaip visi mėginiai yra susiję. Turėdami vietą ir numatomą kiekvieno genomo datą, jie galėjo stebėti skirtingų senovės arklių kartų judėjimą.

„Mes radome Eurazijos arklių palikuonių čia, Šiaurės Amerikoje, ir atvirkščiai, nurodydami judėjimą žemyno populiacijoje. Turėdami pasenusius mitochondrijų genomus galime pamatyti, kada įvyko tas poslinkis “, – paaiškino Vershinina.

Analizė parodė, kad tarp žemynų buvo du pasiskirstymo periodai, kurie sutapo su laikotarpiais, kai bus atidarytas Beringlando tiltas. Viduriniame pleistocene, netrukus po to, kai dvi kartos buvo atskirtos, judėjimas vyko daugiausia iš rytų į vakarus. Antrasis vėlyvojo pleistoceno laikotarpis judėjo abiem kryptimis, bet daugiausia į vakarus į rytus. Tyrėjai teigė, kad kai kuriais laikotarpiais buvo ribota atranka, todėl duomenys negalėjo užfiksuoti kitų platinimo įvykių.

Komanda taip pat sudarė du naujus branduolio genomus iš gerai išsilaikiusios arklių fosilijos Jukono rajone, Kanadoje. Jis buvo sujungtas su 7 anksčiau paskelbtais branduolio genomais, leidžiančiais tyrėjams įvertinti kiekio genų srautą tarp Eurazijos ir Šiaurės Amerikos populiacijų.

„Praeityje buvo įprasta manyti, kad arkliai, būdami Azijoje, skirstomi į skirtingas rūšis, tačiau šie rezultatai rodo, kad tarp populiacijų buvo tęstinumas“, – sakė bendraautorius Rossas MacPhee, Amerikos gamtos istorijos muziejaus paleontologas. Istorija, sakė. – Jie galėjo laisvai kirsti, o to rezultatus matome fosilijų genomuose abipus tarpeklio.

Naujos išvados pakurstys nesutarimus dėl laukinių arklių, europiečių atvežtų naminių arklių palikuonių, valdymo JAV. Daugelis žmonių tuos laukinius arklius laiko invazinėmis rūšimis, kiti laiko juos vietinės Šiaurės Amerikos faunos dalimi.

„Arkliai ilgą laiką buvo laikomi Šiaurės Amerikoje, jie čia užėmė ekologinę nišą“, – sakė Vershinina. „Jie mirė maždaug prieš 11 000 metų, tačiau evoliuciškai tai nėra ilgas laikas. Šiuolaikinius laukinius Šiaurės Amerikos arklius galima vertinti kaip invazinius, o ne kaip invazinius. “

Bendraautorius, Jukono vyriausybės paleontologas Grantas Zazula teigė, kad naujosios išvados padeda iš naujo apsvarstyti klausimą, kodėl arkliai dingo iš Šiaurės Amerikos. „Tai buvo vietinių gyventojų praradimas, o ne išnykimas“, – sakė jis. “Mes vis dar nežinome, kodėl, bet tai mums sako, kad sąlygos Šiaurės Amerikoje paskutinio ledynmečio pabaigoje smarkiai skyrėsi. Jei žirgai nepajudėtų į Aziją, visi būtume pasimetę visame pasaulyje. “

Nuoroda: Alisa O. Vershinina, Peteris D. Heintzmanas, Duane’as G. Froese’as, Grantas Zazula, Molly Cassatt-Johnstone’as, Love Dalénas, Clio Der Sarkissianas, „Senovės žirgo genomas atskleidžia paplitimo per Beringo žemės tiltą laiką ir mastą”. Shelby G. Dunn, Luca Ermini, Cristina Gamba, Pamela Groves, Joshua D. Kapp, Daniel H. Mann, Andaine Seguin-Orlando, John Southon, Mathias Stiller, Matthew J. Wooller, Gennady Baryshnikov, Dmitry Gimranov, Eric Scott, Elizabeth Hall, Susan Hewitson, Irina Kirillova, Pavel Kosintsev, Fedor Shidlovsky, Hao-Wen Tong, Michail P. Tiunov, Sergey Vartanyan, Ludovic Orlando, Russell Corbett-Detig, Ross D. MacPhee ir Beth Shapiro, 2021 m. Gegužės 10 d., Molekulinė ekologija.
DOI: 10.1111 / mec.15977

Šis projektas buvo didelis tarptautinis bendradarbiavimas, kuriame dalyvavo įvairių institucijų tyrėjai, norėdami gauti DNR iš senovės arklių fosilijų įvairiausiose vietose Eurazijoje ir Šiaurės Amerikoje. Tarp bendraautorių yra mokslininkai iš Tulūzos universiteto (Prancūzija), Norvegijos Arkties universiteto ir kitų institucijų JAV, Kanadoje, Švedijoje, Danijoje, Vokietijoje, Rusijoje ir Kinijoje. Šį darbą iš dalies palaikė Amerikos nacionalinis mokslo fondas, Gordono ir Betty Moore fondai bei Amerikos laukinių arklių kampanija.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.