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研究显示现代马来自两个古老世系

科普小知识2022-01-24 19:43:02
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几乎所有的现代马都来自两个古老的血统。资料来源:Gerard Lacz

马的繁殖记录是人类历史上动物谱系年表中最令人印象深刻的作品之一,甚至可以追溯到几千年前。然而,很难破译现代马的遗传来源。然而,一项新的研究表明,几乎所有的现代马品种都可以追溯到两个不同的古代中东品种,然后在大约700年前带到欧洲。

了解这些马是如何通过贸易、馈赠或盗窃到达西方的,将有助于阐明人类历史上东西方文明的融合和碰撞。

大约6000年前,人类开始在欧亚大草原上驯养马,即现在的乌克兰和哈萨克斯坦西部附近。在接下来的几千年里,人类让这些动物为自己“工作”,有选择地驯养和繁殖它们,使它们在速度、耐力、力量、智力和可训练性方面具有令人满意的特征。

人们几乎将马的血统研究推进到了驯化阶段,但直到18世纪,马才拥有“身份证”——欧洲开始发行详细的“血证”,以追踪小马的亲子关系和它们可能继承的特征。

维也纳兽医大学的进化生物学家芭芭拉·沃勒和他的同事们负责这项新研究,他们利用现代DNA测序技术分析了这些古老但保存完好的数据,以研究现代马的起源。

研究人员首次在52匹活公马的Y染色体的一个DNA片段上发现了几十个变异体。这些马代表21个现代品种。成年公马的Y染色体有微小的基因突变,它们可以传递给公马,遗传学家可以追踪这些马的雄性血统。

没有参与这项研究的肯塔基大学遗传学家欧内斯特·贝利(Ernest Bailey)说,这听起来可能很简单,但实际操作非常困难:在Y染色体上定位功能基因是出了名的困难,因为仍然有很长的非功能性DNA重复。特别是,马的Y染色体具有极低的遗传多样性,这使得在个体之间寻找有意义的差异变得更加困难。

"(Y染色体)纠缠对于基因测序者来说是一场噩梦."贝利说,“他们(沃勒团队)在安排材料和使用当前技术处理问题方面做了出色的工作。”

由于马的血统被推后了数百年,沃勒的团队精确地确定了这些突变发生的时间,以便计算这些突变的频率。“在亲子鉴定之前,我们并不认为血统数据是准确的,但事实令我们吃惊。”沃勒说。

基于相关突变率和每一代的平均预期寿命假设为7年,沃勒估计21个品种中18种马的共同祖先生活在700年前。三种北欧马品种——凯德兰小马、挪威峡湾马和冰岛马——似乎早就与其他马品种分开了。

接下来,科学家将他们的研究扩展到363匹种马。这些马代表了57个现代血统,约占所有确定的现代马品种的1/5,以便对这些马品种的雄性血统有更广泛的了解。

结果表明,几乎所有的现代马都是从两个主要品种进化而来的:阿拉伯半岛的阿拉伯马和欧亚草原的土库曼马,这两种马早已灭绝。相关结果最近发表在《当代生物学》杂志上。

沃勒说,大多数马研究人员推测,这两种马在现代马遗传学中发挥了重要作用,但没有人认为它们的影响如此之大。

研究人员提到,在那个时候,一些马和商人一起来到欧洲,一些作为统治者之间的礼物,一些在战争中被捕获。解开这些马出口的秘密实际上有助于澄清同一时期的人类历史。

数百年后,欧洲马育种家发现,来自阿拉伯和土库曼品种的种马可以产生更令人满意的后代,所以他们反复将这两个品种添加到他们的育种工作中,直到它们几乎无处不在。现在,这些马构成了几乎所有现代马种的父系支持,包括英国纯种马、美国库特马、德国南部的役用马和阿帕卢萨马。

贝利说,尽管人们已经知道阿拉伯和土库曼品种培育了纯英国马,但他们不知道利比扎马和弗朗切山马也受到上述马的影响。“他们的发现非常有意义。”

但他也警告说,并不是每个人都相信团队的计算。“坦率地说,关于突变率和预期寿命仍然存在争议。即便如此,结果仍然很有吸引力。”(张张编)