Адаптация якутских лошадей к морозам до -70°C

Якутские лошади адаптировались к экстремально холодному климату Восточной Сибири (до -70°C) менее чем за 800 лет. Этот процесс включал изменения в экспрессии множества генов, некоторые из которых также были отобраны у коренных народов Сибири и у шерстистого мамонта.

Сравнение полных геномов девяти современных и двух древних якутских лошадей с панелью из 27 геномов домашних лошадей показало, что нынешняя популяция была основана после миграции якутского народа в регион в XIII–XV веках н.э. Это один из самых быстрых примеров адаптации среди млекопитающих.

Лошади и выживание в Якутии

Лошади были необходимы для выживания якутов, мигрировавших в регион, вероятно, из Монголии. Они стали основой экономики, транспорта и питания, помогая переживать экстремальные зимы.

Хотя ископаемые лошади присутствовали в Якутии 30 000 лет назад, древние лошади региона не являются предками современных якутских лошадей.

Глубокое эволюционное расхождение

Геном 5200-летней лошади из Якутии принадлежит к уже вымершей популяции диких лошадей, обнаруженной ранее на Таймыре. Эта популяция отделилась от линии, ведущей к современным лошадям, около 150 000 лет назад (сопоставимо с временем появления Homo sapiens) и вымерла в Якутии до прихода якутов.

Современные якутские лошади генетически близки к домашним лошадям Монголии, а не к этой вымершей линии. Их предки, вероятно, прибыли в регион с якутскими всадниками в XIII–XV веках.

"Это показывает, насколько быстрой может быть эволюция, когда давление отбора для выживания столь сильно, как в экстремальной среде Якутии", — говорит доктор Людовик Орландо.

Перепрограммирование экспрессии генов — ключ к быстрой адаптации

Адаптация произошла в основном не через изменения в кодирующих областях генов, а через их регуляторные области, что указывает на масштабное перепрограммирование экспрессии генов.

Отобранные гены связаны с:

  • Морфологическими изменениями.
  • Гормональными реакциями, регулирующими термогенез.
  • Выработкой антифризных соединений.
  • Развитием волосяного покрова (например, ген TGM3, ответственный за чрезвычайно густую зимнюю шерсть).

Обнаружены гены, которые также подвергались отбору у коренных народов Сибири (PRKG1 — реакция на холод) и шерстистого мамонта (BARX2 — развитие шерсти), что является ярким примером эволюционной конвергенции.

Значение древней ДНК

Исследование демонстрирует силу анализа древней ДНК: без неё невозможно было бы обнаружить вымершую популяцию лошадей. Этот подход позволяет отслеживать адаптацию популяций к меняющейся среде в пространстве и времени и может помочь в разработке программ сохранения исчезающих видов, таких как лошадь Пржевальского.