Badania rzucają światło na drzewo genealogiczne przeżuwaczy
Międzynarodowy zespół naukowców opracował "drzewo genealogiczne" żyjących i wymarłych gatunków przeżuwaczy. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), przekonująco łączą dziedzictwo zróżnicowanej grupy gatunków. Naukowcy od dawna snuli przypuszczenia, że przeżuwacze wyższego poziomu zwane "pecora" powstały (tj. wykształciły się, tworząc nowy gatunek) w środkowym eocenie, prowadząc do pojawienia się pięciu odrębnych, istniejących obecnie rodzin: widłorogie, krętorogie, jeleniowate, żyrafowate i piżmowcowate. Niemniej sekwencja zdarzeń, która wywołała ewolucyjną specjację pecora była jak dotąd trudna do odcyfrowania. Abstrahując od oczywistych różnic na przykład pomiędzy żyrafami a żubrami, naukowcy odkryli, że te zwierzęta posiadają wspólne dziedzictwo. Zespół pod kierunkiem ekspertów z Uniwersytetu Missouri w USA wykazał, że platforma ustalania genotypu polimorfizmu pojedynczego nukleotydu (SNP) w całym genomie, opracowana dla jednego gatunku może zostać wykorzystana do ustalenia genotypu dawnego DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) wymarłych gatunków oraz DNA gatunków, które zróżnicowały się 29 milionów lat temu. Podejście wykorzystane w ramach badań może dokonać przemian w badaniach nad ewolucją i udomowieniem poprzez szybkie i niedrogie generowanie danych na temat ewolucyjnych powiązań między gatunkami. "Zbadaliśmy 678 różnych zwierząt reprezentujących 61 różnych gatunków, a dzięki nowemu "chipowi SNP" krowy Illumina byliśmy w stanie wygenerować bardzo wysokiej jakości genotypy gatunków dla których ten chip nie został opracowany" - wyjaśnia Jerry Taylor, profesor genetyki i nauk o zwierzętach na Uniwersytecie Missouri, naczelny autor raportu. Według zespołu chipy SNP umożliwiają naukowcom jednoczesną ocenę ogromnej liczby specyficznych pozycji w całym genomie zwierzęcia. Te badania mogą pomóc naukowcom w wykrywaniu baz DNA występujących w tych miejscach. "Byliśmy bardzo zaskoczeni faktem, że chip pozwolił wygenerować wysokiej jakości dane dla gatunków, które znacznie różniły się od krów" - podkreśla profesor Taylor. "Mniej niż tydzień zajęło nam wygenerowanie pięciu razy więcej informacji niż było wcześniej wykorzystanych do opracowania "drzewa genealogicznego" przeżuwaczy." Naukowcy z Australii, Finlandii, Kanady, Kenii, Korei Południowej, USA i Wlk. Brytanii pokazali również, w jaki sposób można wykonywać wysokowydajne badania genotypu na dawnych próbkach. Ustalili genotyp replikowanych próbek ze skamielin kości żubra i wykazali, że Bison priscus (żubr stepowy) i współczesny żubr są gatunkami siostrzanymi. "Nasze wyniki wyraźnie sugerują, że naukowcy mogą oceniać wierność genotypów, które ustalają na podstawie dawnych próbek, sprawdzając gdzie dany gatunek jest umiejscowiony w starannie opracowanym drzewie, a próbki dające niepewne genotypy mogą być zidentyfikowane i usunięte z dalszej analizy" - stwierdza profesor Taylor. "Kiedy wykorzystaliśmy ten chip w 48 uznanych rasach bydła, byliśmy w stanie opracować drzewo w oparciu o zakres podobieństw lub różnic między DNA przedstawicieli różnych odmian, co umożliwiło nam wywnioskowanie historii udomowienia bydła i tworzenia się ras na całym świecie" - dodaje. Migracje poza Żyzny Półksiężyc (region na Bliskim Wschodzie, gdzie narodziła się cywilizacja Bliskiego Wschodu i Śródziemnomorska) prawdopodobnie odegrały kluczową rolę w udomowieniu europejskiego bydła, jak pokazały wyniki badań. Udomowione bydło przechodziło kolejno przez Turcję, Bałkany i Włochy, następnie rozeszło się promieniście przez Europę Środkową i Francję, by w końcu dotrzeć na Wyspy Brytyjskie. Profesor Taylor podkreślił, że technologia ta może zostać ewentualnie wykorzystana do uzyskania lepszego wglądu w ewolucję człowieka i roślin. A naukowcy mogliby rozpocząć badanie ewolucji genomu oraz ewolucję funkcji biologicznej z perspektywy filogenetycznej (badanie ewolucyjnego pokrewieństwa między różnymi organizmami) - dopowiada. Profesor Taylor dodał, że wyniki badań mogą również okazać się przydatne dla naukowców zajmujących się identyfikacją zwierzęcych modeli chorób człowieka. "Wszyscy jesteśmy zainteresowani rekonstrukcją naszego pochodzenia" - mówi. "To w gruncie rzeczy to samo, tylko że teraz jesteśmy w stanie odsunąć się o miliony lat i uwzględnić organizmy pokrewne, których już od dawna nie ma."