Rekonstrukce genetického plánu starobylých koní ze Schöningenu
Vědci úspěšně rekonstruovali genetický kód koní ze Schöningenu – starobylého druhu koně (Equus mosbachensis), který vyhynul. Kosterní pozůstatky koní pocházejí z oblasti Schöningenu v Německu a datují se přibližně 300 000 let zpět. Nová studie uvádí téměř úplné mitochondriální genomové sekvence dvou zvířat, která byla nalezena vedle slavných dřevěných oštěpů.
Tým vědců ukázal, že tito koně patřili do mateřské linie, která nakonec vedla k moderním koním. Tato práce také představuje nový milník v oblasti starobylé DNA získané z otevřených lokalit – tento vzorek je starší než jakýkoli dříve zachovaný příklad získaný mimo jeskyně nebo permafrost.
Výzkum vedl Cosimo Posth, Ph.D., z Univerzity v Tübingenu, který se zajímá o starobylou DNA – genetické fragmenty uchované ve starých kostech nebo sedimentech.
V zprávě tým popisuje, jak nálezy ze Schöningenu rozšiřují možnosti výzkumu na otevřených lokalitách. Také poznamenali, že Schöningen je známé svými 300 000 let starými dřevěnými oštěpy, nejstaršími známými loveckými nástroji, které byly kdy objeveny.
Maternalní genom starobylých koní nepatří do moderní rozmanitosti, ale nachází se pod ní. Sekvence spadají na hluboké větve, což ukazuje na dříve skrytý rozštěp v mitochondriální DNA. Tato genetická materia je nalezena v energetických strukturách buněk.
Konečně, koně mají dlouhý příběh o své minulosti v Severní Americe a Eurasii, s pohyby přes Beringovu zemní most, který fungoval jako pozemní spojení mezi Sibiří a Alaskou během doby ledové.
Průlomový genom z permafrostu posunul původ rodiny Equus zpět na přibližně 4,0 až 4,5 milionu let. Vědci vzali vzorky z petrosní kosti koně ze Schöningenu – husté kostěné struktury, která chrání vnitřní ucho – protože často uchovává DNA.
Použili poté cílené zachycení a pečlivé filtrování, aby vyzdvihli přeživší fragmenty a snížili chyby způsobené chemickým poškozením. Kosti ze Schöningenu ležely v mokrém, nízko kyslíkovém bahně po celá staletí, což pomohlo ochránit molekuly, které obvykle v otevřeném vzduchu rozpadnou.
Tým zdůraznil, že velmi starou DNA lze získat, i když se podmínky mohou na první pohled zdát nepříznivé, a dokonce i v zdánlivě nevhodných prostředích, jako jsou otevřené vykopávky, může velmi stará DNA stále přežít a být získána.
V minulosti dosáhly otevřené nálezy přibližně 240 000 let s kostmi rovnokulíkových slonů z Německa. Tento dřívější rekord nastavil očekávání, která Schöningen nyní výrazně překonal.
Fylogenetické testy umisťují sekvence ze Schöningenu na hluboké, oddělené větve v mateřské linii zahrnující živé koně. To znamená, že vyhynulý Equus mosbachensis měl nedávného mateřského předka s moderními koňmi více než s jinými vyhynulými skupinami koní.
Vzorky také objasňují, jak se starobylé koně populace rozšířily a mísily mezi kontinenty. Dvě hlavní vlny se pohybovaly přes Beringii, a pozdější zpětné pohyby spojily populace, které se dříve oddělily.
Tyto genomové sekvence pocházejí pouze z mateřské strany, protože sekvence pocházejí z mitochondrií. Mateřská linie, tedy rodokmen sledovaný přes matky, nemůže odhalit minulou směsici z otců, ale je silná pro časování událostí. Molekulární modely odhadují průměrný genetický věk jedné linie ze Schöningenu na přibližně 360 000 let.
Tato doba pomáhá ohraničit, kdy se mateřská linie, která vedla k moderním koním, poprvé začala větvit. Přístup využívá molekulární hodiny, což je metoda, která odhaduje čas od míry genetických mutací.
Schöningen je otevřená lokalita, vykopávaná oblast, která není chráněná stěnami jeskyně nebo trvalým ledem. Otevřené lokality obvykle zažívají teplejší léta, chladnější zimy a více mikroorganismů, což je vše nepříznivé pro DNA. I tak však bahno na břehu jezera udrželo nízký obsah kyslíku a relativně stálé teploty dolů v sedimentech.
Toto paleozemě (starobylé jezero uchované v geologii) zanechalo vrstvy, které zachytily kosti, nástroje a rostlinné zbytky pohromadě. Existuje pokračující debata o tom, jak starý je horizont oštěpů v Schöningenu. Tým znovu analyzoval dřevěné nástroje a navrhl věk tohoto horizontu blízko 200 000 let.
Genetické datování koně ze Schöningenu podporuje starší časovou osu blízko 360 000 let pro vzorkovanou linii. Tento odhad odpovídá biostratigrafickému důkazu a zdůrazňuje, jak DNA může doplnit další datovací nástroje, když jsou vrstvy složité.
Schöningen zachovává úzký pohled na lidi a kořist, ne jen izolované kosti. Nález zahrnuje kompletní oštěpy a sdružené kosti koní s řezy, které odpovídají systematickému zpracování masa, což je charakteristický vzor v zooarchaeologii.
Podrobná analýza místa zabíjení koní dospěla k závěru, že lovci se zaměřovali na rodinné skupiny koní během několika sezón. Tento vzor naznačuje organizované, kooperativní honu, které probíhaly po celý rok.
Tato nová genetická práce spojuje tuto behaviorální scénu s hlubší biologickou historií. Koně poražení na tomto břehu jezera byli součástí mateřské linie, která by nakonec dala vznik dnešním koním.
Výsledky ukazují, proč by starobylá DNA měla být součástí každého archeologického nástroje. Když kosterní pozůstatky, nástroje a genomy sdílejí stejnou půdu, minulost se stává jasnější a přesnější.
