Genomstudie zeigt Geschichte des Pferdes
Das Projekt HORSEDOMESTICATION (Understanding horse speciation and domestication through komparative palaeogenomics) begann mit der Verbesserung von Techniken zur Charakterisierung von vollständigen Sequenzen alter Genome. Neue biochemische Eigenschaften von alten DNA-Molekülen aus Knochenfossilien wurden entdeckt, mit deren Hilfe die Sequenzierung alter Genom verbessert werden kann. Die Forscher entwickelten auch Bioinformatik-Tools, die dabei helfen können, alte DNA-Datensätze mithilfe der Quantifizierung von Mustern des Nukleotid-Fehleinbaus und von DNA-Schäden zu authentifizieren. Diese Entwicklungen ermöglichen es den Wissenschaftlern, den ersten Entwurf des Genoms eines Pferds aus dem frühen mittleren Pleistozän zu untersuchen, also aus der Zeit vor etwa 700.000 Jahren. Die Wissenschaftler untersuchten auch die Genome eines Pferdes aus dem Spätpleistozän vor rund 43.000 Jahren, eines Przewalskipferdes und das Genom von fünf Haustierrassen und dem heimischen Esel. Diese Arbeit enthüllte einen Ursprung der Gattung Equus vor 4.000.000 Jahren, gefolgt von einer großen Populationsausweitung und Zusammenbrüchen, häufig parallel zu großen klimatischen Veränderungen. Der zweite Teil des Projekts umfasste die Sequenzierung der vollständigen Genome von jedem Mitglied der Familie der Pferde. Außerdem wurde mithilfe von DNA von Museumsexemplaren das Quagga sequenziert, das im 19. Jahrhundert ausgestorben ist. Der große Genomdatensatz wurde verwendet, um die Evolutionsgeschichte des Pferdes zu offenbaren, indem zeitlich eingeordnet wurde, wann neue Arten entstanden, und um die genetischen Grundlagen der Anpassung der Arten an ihre Umwelt zu entschlüsseln. Darüber hinaus wurde die DNA von zwei alten Pferden aus dem Jungpaläolithikum - als Pferde noch nicht domestiziert waren - sequenziert. Dies wurde mit den Genomen einer Reihe von domestizierten Rassen verglichen, um die genetische Basis der Domestikation zu verstehen. Es wurde gezeigt, dass ein großer Teil des Genoms aus einer zuvor unbekannten Gruppe von Pferden stammt. Die Wissenschaftler identifizierten auch 125 Gene, die frühe Selektionsziele aus dem Domestikationsprozess darstellten. Diese wurden mit Fortbewegung, Physiologie, Entwicklung, Verhalten und Kognition der Tiere in Verbindung gebracht. Schließlich wurde ein umfangreicher Genom-Datensatz für Przewalskipferde (die letzte wirklich wilde Pferdepopulation auf dem Planeten) erzeugt. Die gesammelten Informationen halfen dabei, die evolutionäre Beziehung mit domestizierten Pferden aufzuklären. Darüber hinaus lieferten sie Leitlinien für Artenschutzprogramme, die auf das langfristige Überleben dieser gefährdeten Gruppe von Pferden ausgerichtet sind.
Schlüsselbegriffe
HORSEDOMESTICATION, Speziation, Palaeogenomik, DNA, Genomsequenzierung, Bioinformatik-Tools, Muster des Fehleinbaus bei Nukleotiden, Przewalskipferd
