Mere lys skinner på Pleistocæn-udryddelsen med mulig opdagelse af en ny hesteslægt

En gruppe nordamerikanske pleistocænheste blev tidligere identificeret som forskellige arter. Nu, mitokondrielle og partielle nukleare genomiske undersøgelser understøtter ideen om, at der kun er én art, som hører til en ny slægt.

Mød Haringtonhippus, en mulig ny slægt af heste, der dækker de uddøde New World stylt-bened (NWSL) heste, hvilken, indtil nu, er blevet tænkt som flere arter. Forud for denne undersøgelse, disse tynde lemmer, letbyggede heste blev antaget at være i familie med den asiatiske vildæsel eller onager, eller blot en separat art inden for slægten Equus, som omfatter alle levende heste, æsler, og zebraer. Den fossile optegnelse viser, hvordan forfædrene til disse dyr udviklede sig fra hundestørrelse, tre-tåede browsere til større, entåede græssere over en periode på omkring 55 millioner år. Undervejs uddøde mange arter.

Den nuværende mitokondrielle DNA (mtDNA)-baserede fylogenetiske model antyder, at styltebensmorfologien opstod uafhængigt i den nye og gamle verden. Tanken er, at de to kan have mødt hinanden i lyset af behovet for at tilpasse sig tørre klimaer og levesteder. Men forskerne, delvist støttet af EU gennem PEGASUS-projektet, påpege, at dette er baseret på to tvivlsomme kilder:en upålidelig datatype og mitokondrielle genomsekvenser, der er ufuldstændige eller på anden måde problematiske.

Som de forklarer i deres nyligt udgivne papir, "En ny hesteslægt fra Pleistocæn Nordamerika, "de brugte deres fylogenetiske rammer og sammenligninger mellem prøver identificeret ved palæogenomik og/eller morfologi, for at forsøge at bestemme taksonomien for middel-sen Pleistocene NWSL ækvider.

Hestefamiliens fossile optegnelse er robust, men for nylig, fra omkring 2,5 millioner år siden, tingene bliver lidt forvirrede. Dette er Pleistocæn, og det er ikke klart, hvordan heste i denne periode forholder sig til hinanden. Ulempen ved denne rigelige fossiloptegnelse, siger forskerne, er, at mange tvivlsomme fossile enhovede taxaer er blevet rejst, et problem særligt akut inden for Pleistocene Equus i Nordamerika.

De er blevet inddelt i to grupper, kraftige og stylte-benede heste, begge uddøde i Nordamerika mod slutningen af ​​perioden. Baseret på deres anatomi, mange videnskabsmænd foreslog, at heste med stylteben var tættest beslægtet med nutidens æsler, der lever i Asien. Men andre undersøgelser, der brugte gammelt DNA, placerede de styltebenede heste tættere på de kraftige benheste.

Der ser ud til at være en uoverensstemmelse mellem udryddelseshastighederne mellem NWSL-equider syd og nord for de kontinentale iskapper. Dette indebærer, at deres befolkninger reagerede forskelligt på demografisk pres i forskellige dele af deres område, hvilket er i overensstemmelse med resultater fra en anden megafauna, rapporterer forskerne. For at teste denne hypotese, holdet analyserer 26 fulde mitokondrielle genomer og 17 partielle nukleare genomer fra sen Pleistocene NWSL-ækvider.

"Dette afslørede, at individer fra både det østlige Beringia og det sydlige Nordamerika danner en enkelt velunderstøttet klade, der falder uden for mangfoldigheden af ​​Equus og afveg fra slægten, der førte til Equus under den seneste miocæn eller tidlig pliocæn, " forklarer de. Dette, de hævder, berettiger anerkendelse af NWSL-hovdyr som en særskilt slægt, som de kalder "Haringtonhippus".

Deres resultater tyder på, at populationer af styltebenede Haringtonhippus og kraftigbenede caballine Equus var sympatiske både nord og syd for de kontinentale iskapper, gennem det sene Pleistocæn og uddøde nogenlunde samtidig. Den næsten synkrone udryddelse af begge hestegrupper i hele deres udbredelsesområde i Nordamerika tyder på, at lignende årsagsmekanismer kan have ført hver til deres død.

Sporing af morfologi kan være kompleks:denne sag understreger et tilbagevendende problem i systematisk biologi, hvordan man bedst kan diskriminere autentiske forhold inden for grupper, såsom neogene heste, som var tilbøjelige til, hvad forskerne refererer til som 'omspændende konvergens." Løsningen de præsenterer i deres papir brugte både palæogenomisk og morfometrisk information til at omformulere Haringtonhippus' position hvilken, de hævder, fremstår nu klart som den nærmeste kendte udgruppe til alle levende Equus.

Proteiner kan vare betydeligt længere end gammelt DNA, og kollagenproteomik kan komme til at spille en nøglerolle i karakteriseringen af ​​affiniteter. "En gensidig informativ tilgang som den, der tages her, lover meget for at mindske mængden af ​​systematisk støj, på grund af overspaltning, som hæmmer vores forståelse af den evolutionære biologi af andre store sene pleistocæne megafaunale grupper såsom bison og mammutter, " de siger.

De 5, 500 år lang historie med hestetæmning og -forvaltning, som forvandlede vilde hestes naturlige evolutionære bane til de mere end 625 husdyrracer, der lever i dag, er svært at rekonstruere ud fra arkæologi, historie og moderne genetik alene. PEGASUS (Sammensætningen af ​​den moderne hest:en historie om de biologiske ændringer introduceret af menneskelig ledelse) satte sig for at bygge videre på de seneste fremskridt inden for analysen af ​​gamle DNA-molekyler for at indsamle nye genomiske, epigenomiske og metagenomiske oplysninger fra gamle heste.