Eldgammelt heste-DNA gir ny kunnskap om evolusjon

Miljø og menneskets inntog har påvirket hestens utvikling, både genetisk og utseendemessig.
15.4 2013 05:00


Przewalski-hesten, som primært lever på steppene i Mongolia, er antagelig den nålevende rasen som har mest til felles med de opprinnelige villhestene.

Hester er en av de dyreartene som har hatt størst betydning for menneskeheten. Som mat, transportmiddel, i krig og i dag som bruks– og fritidsdyr.

Hestens evolusjon – fra et lite dyr på størrelse med en hund til dagens sterke ridedyr – er godt beskrevet av forskere, men fortsatt har ingen sett på hvordan hestens DNA har utviklet seg i takt med utseendet.

Det gjør en forskergruppe ved Center for GeoGenetik på Københavns Universitet noe med.

Gruppen, under ledelse av førsteamanuensis Ludovic Orlando, undersøker nå hvordan hestens DNA har utviklet seg, og det kan gi helt nytt innblikk i hvordan endringer i miljøet, sammen med menneskes inntog og domestiseringen av hestene, har forandret en dyreart helt grunnleggende.

– Forskjellige hesteraser kan betraktes som eksperimenter vi mennesker har foretatt, og de eksperimentene har skapt helt forskjellige hester. Prosjektet gir oss mulighet til å se hvilke gener som blir endret i det enkelte eksperimentet. Vi vil kunne forklare de prosessene, både menneskeskapte og miljøskapte, som biologisk sett driver utviklingen av en hests utseende, forteller Orlando.

– Vi forventer at noen av de mekanismene vi finner, ligner hverandre hos alle pattedyr, og dermed kan hestenes utvikling fortelle noe mer generelt om evolusjonen, legger han til.

Vil gjenskape eldgamle hester

Når Orlando sier at hester kan ses som eksperimenter vi mennesker har gjort, mener han at vi ved å velge ut bestemte individer og gi dem fordeler, for eksempel fôr, eller ved direkte avl, selekterer for bestemte karaktertrekk. For eksempel størrelse, styrke eller temperament.

De hesterasene som finnes i dag, er stort sett alle avlet frem av mennesker, og derfor kan man ikke bruke dem til å si noe om DNA-et til en opprinnelig hest.

– Med dette prosjektet ønsker vi å gjenskape hestene fra før de var domestisert. Vi vil skape profilen for det en hest var før vi gjorde dem til de dyrene de er i dag, sier Orlando.

Sammenligner på tvers av tid

Hvis forskerne klarer å kartlegge genomet for de opprinnelige hestene, vil de sammenligne det med genomet for moderne hesteraser og genomet for den såkalte Przewalski-hesten, som den nålevende rasen som trolig har mest til felles med disse opprinnelige hestene.

Przewalski-hestene er en udrydningstruet villhest som lever på steppene i Sentral-Asia, særlig i Mongolia.

– Ved å gjøre dette kan vi undersøke om Prewalski-hesten faktisk er den siste nålevende villhesten. Ser man på hulemalerier fra for 22.000 år siden, ligner hestene på dagens Przewalski-hester. Ved å sammenligne genomene kan vi se om de genetisk virkelig er tettere på ekte villhester som levde før domestiseringen for 5500 år siden eller på nålevende hester, forklarer Orlando.

Forskerne har kartlagt genomet for en rekke nålevende hester som skal brukes til sammenligningen. De har sett på den amerikanske Quarter Horse, fullblodshesten, araberhesten, islandshesten og den norske fjordingen.

– Disse rasene representerer forskjellige avlspreferanser. Ved å gå tilbake i tid og se på stamtrærne har vi funnet hester som er så forskjellige som mulig, forteller forskeren.

Utfordrer grensene for det mulige

Ludovic Orlando og kollegene hans bruker de nyeste metodene innen DNA-sekvensering og reparasjon av eldgammelt DNA funnet i blant annet fossiler.

Forskerne har DNA-rester som spenner over mange tusen år. Nøyaktig hvor gammelt DNA forskerne vil se på, kan han imidlertid ikke si enda. Forskerne er nemlig i dialog med det vitenskapelige tidsskriftet Nature om en artikkel, og det krever at de holder tett.

– Jeg kan si at vi beveger oss langt tilbake, til tiden før domestiseringen av hester for 5500 år siden. Vi ser på DNA som er eldre enn man før har gjort, sier Orlando.

Mikrober står i veien

Arbeidet med det eldgamle DNA-et foregår ved at forskerne knuser beinrester og trekker ut DNA-materialet. Men det er ikke noen lett oppgave.

– Vi vil helst sekvensere hver eneste av disse om lag seks milliardene DNA-bokstavene som vi forventer at villhestenes DNA inneholder. Men det er teknisk utfordrende. Gammelt DNA kan overleve, men det blir skadet, forklarer Orlando.

Problemet er at mikrober kommer inn i cellene når dyret dør, og disse mikrobene inneholder også DNA. Og vann som trenger inn, kan også skade DNA-et.

Forskernes viktigste oppgave er å sørge for at det DNA-materialet de ser på, stammer fra hestene og ikke fra mikrober.

– Med teknologien vår kan vi generere en milliard DNA-sekvenser på cirka fem dager. Men vi får også med DNA fra mikrober, i forholdet 1:99. Det er altså én prosent sjanse for at vi finner det vi leter etter. Så vi må kartlegge en hel masse før vi kan finne det, sier forskeren.

Vil forstå prosessen

Metodene forskerne bruker, er hele tiden under utvikling. Men det er målet, ikke middelet, som interesserer Ludovic Orlando.

– Metodene er kule og nyskapende, særlig for en molekylærbiolog. Men vi er ute etter svaret. Det er prosessen vi vil forstå. Det vi mennesker og miljøet gjør som endrer på vesener, forteller han.

Orlando tror prosjektet vil fortsette de neste tre årene. Forskerne er allerede kommet langt, men det kommer hele tiden nye sideprosjekter til.

– Vi studerer blant annet hester som har levd under svært kalde vilkår for å se hvordan miljøet har påvirket DNA-et deres. Det kommer sikkert tonnevis av prosjekter, og vi er allerede i kontakt med masse ulike folk, for eksempel hesteavlere i USA.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Om prosjektet:

Prosjektet involverer en lang rekke forskere og institusjoner i hele verden og er støttet av Det Frie Forskningsråd med knapt to millioner kroner.

Ifølge Ludovic Orlando er det over tolv sentre involvert, i blant annet USA, Russland og Kina.

Det er også et tett samarbeid med Eske Willerslev og forskningsgruppen hans og en berømt fransk hestepaleontolog ved navn Vera Eisenmann.

Fakta:

Ludovic Orlando er utdannet fra Ecole Normale Superieure i Lyon. Han er utdannet molekylærbiolog og har spesialisert seg innenfor datamaskiner og programmering.

Orlando leder Orlando-gruppen ved Center for GeoGenetik på Statens Naturhistoriske Museum på Københavns Universitet.

Prosjektet er finansiert av Det Frie Forskningsråd.

Fakta:

Ludovic Orlando forteller at hester gjennomsnittlig var større i fortiden. Urhestene var bitte små, men senere er hestene blitt større og mindre igjen.

Et eksempel er hester i Alaska som størrelsesmessig har endret seg omkring 30 prosent i en periode over noen hundrede tusen år.

Fakta:

Domestisering er den prosessen der et dyr eller en plante gjennom seleksjon, altså utvalg, endres genetisk, slik at karaktertrekk som gagner mennesker, blir mer fremtredende.

Emneord