700.000 Yıllık At, Genom Dizilemesi Yapılan Eski Canlı Oldu

Yarım milyondan daha eski olan ve donmuş halde bulunan atın kalıntıları kullanılarak şu ana kadarki en eski DNA dizilemesi yapıldı.

Orta Asya’nın merkezindeki bozkırlarda yaşayan Przewalski atı (Equus ferus przewalskii) yaklaşık 50,000 yıl önce modern evcilleştirilmiş atların soyağacından ayrıldı F: Claudia Feh

Çalışma permafrost (donmuş toprak) arazide yapılan bir yürüyüşle başladı. Kopenhag Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Eske Willerslev, 2003 yılında Kanada’nın Yukon Arazisi’nde keşfe çıkan jeologlardan oluşan bir gruba dahil oldu. Araştırma grubu buz ve volkanik küllerden oluşan bölgeyi 700.000 yıldan daha eski olarak tarihledi. Orada, Willerslev zeminde bir kemik parçası buldu ve onun üzerinde çalışmaya karar verdi.

Bir atın bacak kemiğine ait olan fosil, radyokarbon tarihleme yöntemi için çok eskiydi fakat Willerslev permafrostun bulunduğu bölgeye dayanarak kemiği 780.000 ila 560.000 yıl öncesine tarihledi.

Bu hayvan 560,000 ila 780,000 yıl öncesine tarihlenmesine rağmen, uluslararası araştırmacıların oluşturduğu bir grup, genetik kodu deşifre edebilmek için farklı tekniklerin oluşturduğu yeni bir kombinasyon kullandılar.

Çalışmada bulunanlar arasında bütün atların, eşeklerin ve zebraların dahil olduğu Equus cinsinin 4 milyon yıldan daha eskiye tarihlenmesi de var. Bu da bilim insanları tarafından tahmin edilenden iki kat daha eski bir tarih demek oluyor.

Bu araştırmayı koordine eden Kopenhag Üniversitesi’nden Dr. Ludovic Orlando, “Açık olmak gerekirse, projeye başladığımızda biz dahil herkes bunun imkansız olduğunu düşünüyordu.” diyor.

“Kullanılacak metotlar belirlenince çalışma farklı bir boyut kazandı. Açık bir şekilde diyebiliriz ki metodolojik ilerlemeler sayesinde mümkün oldu.”

Bu çalışmadan önce, dizilemesi yapılan en eski genom 120.000 yıllık bir kutup ayısıydı. DNA’nın yarılanma süresinin 521 yıl olduğunu düşünürsek bu büyük bir başarı.

Bu hesaplamayla en iyi koşullarda bile DNA, 6.8 milyon yıldan daha fazla bozulmamış halde kalamaz. Fakat Orlando’nun grubu elindekilerden en iyi şekilde yararlandı.

Kalıntıların donmuş halde olması bozulmanın yavaşlamasına yardımcı oldu. Fakat kendisi DNA korunumu için özel olan nişleri yani dokulardaki DNA’nın daha iyi korunduğu bölgeleri hedeflediklerini söylüyor.

Orlando, “Aynı zamanda Single Molecular Sequencing denilen ve üzerinde bir değişimine neden olmadan sadece moleküllerin okumasını yapan metodun kullanımında öncülük ettik.” diyor. Araştırma grubu bütün haldeki tek bir DNA molekülünün izini sürerek parçalar halinde bulunan DNA moleküllerinin kopyalanıp hata oluşturmasından kaçınmış oldular.

Antik genomun ne içerdiğini daha iyi anlamak için Orlando’nun grubu onu 43.000 yıllık bir at, modern evcilleştirilmiş at türleri ve son olarak Przewalski atıyla karşılaştırdılar. Atgillerden olan Prewalski atı (Equus ferus przewalskii) Asya bozkırlarında yaşayan ve hala neslini devam ettiren tek yaban atı türü.

Antik DNA’sı elde edilmeden önce 700.000 yıllık atın metapodial kemiği F: Ludovic Orlando

Orlando’nun dediğine göre yapılan bütün genom karşılaştırmaları, bilim insanlarının atın evrimsel tarihindeki kıstasları açığa çıkaran “bir moleküler saat” oluşturmalarına izin verdi. Açığa çıkanlar arasından ilki, 4 milyon yıldan daha önce yaşamış olan atların, eşeklerin ve zebraların ortak atası.

“Yani temel olarak biliyoruz ki Equus cinsinin üyeleri sanılandan en az 2 kat daha eskiye dayanıyor.”

Aynı zamanda bu karşılaştırmalar zamanla oluşan genetik çeşitliliği ve böylece popülasyon boyutunu da açıklığa kavuşturdu. Bu bilgiler de soğuk dönemlerde otlak araziler büyüdükçe nüfus patlamasının yaşanması ve sıcak zamanlarda popülasyon boyutunun kısıtlanması gibi olayları ortaya çıkarıyor.

Willerslev’in söylediğine göre dizilenen genom antik atın ve atgillere ait genlerin nasıl evrildiğine dair ipuçları sunuyor. Bu antik at Yukon’da dolaşabildiği için atların bağışıklık sisteminde, koku alma duyusunda ve kas gelişiminde etkili olan genler hakkında bilinenler önemli ölçüde değişikliğe uğradı.

Bu DNA çözümleme teknikleri için sıradaki en bariz konu ise eski insan ataları. Antik atlar için kullanılan metotlar Homo neandertalensis ve modern insanlarla akraba olan Homo heidelbergensis gibi insan türlerini tanımlamak için de kullanılabilir.

“O dönemdeki genomlar aile ağacımızdaki bir çok paleontolojik türün doğruluğunu test etmemiz için olanak sunacak ve aynı zamanda nasıl birbirleriyle bağlantılı olduklarını ve aralarında gen değişiminin olup olmadığını da”

Kendi ulaştığı teknoloji için “Gelecek için değil, şu an zaten orada” diyor.

Köpek Soy Ağacı, Köpek Çeşitliliğinin Gizli Geçmişi Ortaya Çıkarıyor

Meşhur Australopithecus sediba Türü İnsanların Atası Olmayabilir

Sciencemag. Westerndigs.

Makale: Orlando, L., Ginolhac, A., Zhang, G., Froese, D., Albrechtsen, A., Stiller, M., … & Johnson, P. L. (2013). Recalibrating Equus evolution using the genome sequence of an early Middle Pleistocene horse. Nature, 499(7456), 74-78.