Avrasya ve Kuzey Amerika Atları Arasındaki Gen Akışı Anlaşıldı

Kuzey Amerika ve Avrasya’da bulunan at fosillerinden elde edilen antik DNA, iki kıtadaki at popülasyonlarının Bering Kara Köprüsü aracılığıyla yüzbinlerce yıl boyunca birbirine bağlı kaldığını ve birçok kez melezleştiğini gösteriyor.

Yeni bulgulara göre, Son Buzul Çağın sonunda Kuzey Amerika’da yok olan atlar ile Avrasya’da evcilleştirilen ve daha sonra Avrupalılar tarafından Kuzey Amerika’ya yeniden getirilen atlar arasında bir genetik süreklilik var. Çalışma, Molecular Ecology dergisinde yayınlanmak üzere kabul edildi ve şu anda çevrimiçi olarak ulaşılabilir.

UC Santa Cruz’ da ekoloji ve evrimsel biyoloji profesörü Beth Shapiro, “Bu makalenin sonuçları, Kuzey Yarımküre’ de yaşayan at popülasyonları arasındaki fiziksel ve evrimsel bağlantıyı koruyarak, buzul çağları boyunca Asya ve Kuzey Amerika arasında DNA’nın kolayca aktığını gösteriyor.” diyor.

Bu çalışma, buzul dönemlerinde büyük buz tabakalarının oluştuğu Pleistosen sırasında, büyük hayvanların kıtalar arasında hareketinde Bering Kara Köprüsü’nün ekolojik bir koridor olarak önemini vurguluyor. Düşük deniz seviyeleri, Beringia olarak bilinen, Rusya’daki Lena Nehri’nden Kanada’daki MacKenzie Nehri’ne kadar uzanan ve at, mamut, bizon ve diğer Pleistosen faunası popülasyonlarını destekleyen geniş otlaklara sahip büyük bir kara alanını ortaya çıkardı.

(Amerika Yerlilerinin Atları Nasıl Yetiştirdiğine Dair Yeni Bilgiler)

Paleontologlar, atların Kuzey Amerika’da evrimleştiğini ve çeşitlendiğini uzun zamandır biliyorlardı. Caballine atları (evcil atları da içeriyor) olarak bilinen bir at soyu, yaklaşık 1 milyon yıl önce Bering Kara Köprüsü üzerinden Avrasya’ya yayıldı. Avrasya nüfusu daha sonra Kuzey Amerika’da kalan atlardan genetik olarak ayrılmaya başladı.

Yeni çalışma, bu bölünmeden sonra, en az iki dönem atların kıtalar arasında ileri geri hareket ettiği ve melezleştiğini, böylece Kuzey Amerika atlarının genomlarının Avrasya DNA’sının bölümlerini aldığını ve bunun tersinin de olduğunu gösterdi.

UC Santa Cruz’da Shapiro Paleogenomik Laboratuvarı’nda çalışan ilk yazar Alisa Vershinina, “Bu, her iki kıtadaki antik at popülasyonlarının genetiğine ilk kapsamlı bakış. Mitokondriyal ve nükleer genomlardan elde edilen veriler sayesinde, atların sadece kıtalar arasında yayılmadığını, aynı zamanda melezleşip gen alışverişinde bulunduklarını görebildik.” diyor.

Sadece anneden miras kalan mitokondriyal DNA, mutasyonları sabit bir hızda biriktirdiği için evrimsel ilişkileri incelemek adına çok yararlı. Mitokondriyal DNA’yı fosillerden kurtarmak da daha kolay çünkü bu DNA küçük bir genom olup her hücrede çok sayıda kopyaya sahip. Bununla birlikte, kromozomların taşıdığı nükleer genom, çok daha zengin bir evrimsel bilgi kaynağıdır.

Araştırmacılar, Avrasya ve Kuzey Amerika’da bulunan antik atlardan 78 yeni mitokondriyal genom sıraladı. Araştırmacılar, bunları daha önce yayınlanmış 112 mitokondriyal genomla birleştirerek, tüm örneklerin nasıl ilişkili olduğunu gösteren bir dallanma diyagramı olan filogenetik bir ağacı yeniden inşa etti. Her genom için bir konum ve yaklaşık bir tarih ile, antik atların farklı soylarının hareketlerini takip edebilirler.

Vershinina, “Kuzey Amerika’da Avrasya at soylarını, Avrasya’da ise Kuzey Amerika at soylarını bulduk. Bu durum bizlere kıtalar arası nüfus hareketlerini düşündürüyor. Tarihlendirilmiş mitokondriyal genomlarla, bu yer değişiminin ne zaman gerçekleştiğini görebiliriz.” diye açıklıyor.

Analiz, kıtalar arasında iki dağılma dönemi olduğunu ve bunun, Bering Kara Köprüsü’nün açık olacağı dönemlere denk geldiğini gösterdi. Orta Pleistosen’de, yani iki soy ayrıştıktan kısa bir süre sonra, hareket çoğunlukla doğudan batıya doğruydu. Geç Pleistosen’deki ikinci bir dönemde, her iki yönde, ancak çoğunlukla batıdan doğuya doğru olan bir hareket vardı. Araştırmacılar, bazı dönemlerdeki sınırlı örnekleme nedeniyle, verilerin diğer dağılma olaylarını yakalayamayabileceğini söyledi.

Ekip ayrıca Kanada’nın Yukon Bölgesi’nde bulunan iyi korunmuş at fosillerinden iki yeni nükleer genomu sıraladı. Bunlar, daha önce yayınlanmış 7 nükleer genom ile birleştirilerek, araştırmacıların Avrasya ve Kuzey Amerika popülasyonları arasındaki gen akışı miktarını ölçmelerini sağladı.

Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’nden paleontolog olan Ross MacPhee, “Geçmişteki olağan görüş, atların Asya’ya gelir gelmez farklı türlere ayrıldığıydı, ancak yeni sonuçlar popülasyonlar arasında süreklilik olduğunu gösteriyor. Serbestçe çiftleşebildiler ve bunun sonuçlarını, bölünmenin her iki tarafındaki fosillerin genomlarında görüyoruz.” diyor.

Yeni bulgular, Avrupalılar tarafından getirilen evcil atların torunları olan Amerika Birleşik Devletleri’ndeki vahşi atların yönetimi konusunda süregelen tartışmaları körükleyecek gibi. Pek çok insan bu vahşi atları istilacı bir tür olarak görürken, diğerleri onları Kuzey Amerika’nın yerli faunasının bir parçası olarak görüyor.

Vershinina’a göre “Atlar Kuzey Amerika’da uzun süre varlığını sürdürdü ve burada ekolojik olarak bir yer edindiler. Yaklaşık 11.000 yıl önce yok oldular, ancak bu evrimsel açıdan pek de fazla bir zaman değil. Günümüz vahşi Kuzey Amerika atları istilacı olmaktan ziyade yeniden getirilmiş sayılabilir.”

Yukon Hükümeti’nden bir paleontolog olan ortak yazar Grant Zazula, yeni bulguların atların neden Kuzey Amerika’dan kaybolduğu sorusunu yeniden şekillendirmeye yardımcı olduğunu söyledi. “Bu bir yok oluştan ziyade bölgesel nüfus kaybıydı. Nedenini hala bilmiyoruz, ancak bize Kuzey Amerika’daki koşulların son buzul çağının sonunda çarpıcı biçimde farklı olduğunu söylüyor. Atlar Asya’ya geçmeseydi, hepsini küresel olarak kaybedecektik.” diyerek ekledi.

University of California – Santa Cruz. 18 Mayıs 2021.

Makale: Vershinina, A. O., Heintzman, P. D., Froese, D. G., Zazula, G., Cassatt‐Johnstone, M., Dalén, L., … & Shapiro, B. (2021). Ancient horse genomes reveal the timing and extent of dispersals across the Bering Land Bridge. Molecular Ecology.