Oldgammelt heste-DNA giver ny viden om evolution

Heste er en af de dyrearter, der har haft størst betydning for menneskeheden. Som mad, transportmiddel, i krig og i dag som brugs– og kæledyr. Hestens udseendemæssige evolution fra et lille dyr på størrelse med en hund til nutidens stærke ridedyr er da også velbeskrevet af forskere, men endnu har ingen set på, hvordan hestens DNA har udviklet sig i takt med udseendet.

Det laver en forskergruppe ved Center for GeoGenetik på Københavns Universitet nu om på med støtte fra Det Frie Forskningsråd.

Gruppen, under ledelse af lektor Ludovic Orlando, undersøger i øjeblikket, hvordan hestens DNA har udviklet sig, og det kan give helt nyt indblik i, hvordan ændringer i miljø og menneskes indtog og den efterfølgende domesticering af hestene har forandret en dyreart helt ind i DNA’et.

»Forskellige hesteracer kan ses som eksperimenter, vi mennesker har foretaget, og de eksperimenter har skabt helt forskellige heste. I projektet her har vi mulighed her for at se, hvilke gener, der bliver ændret i det enkelte eksperiment. Vi vil kunne forklare de processer, både menneskeskabte og miljøskabte, der biologisk driver udviklingen af en hests udseende,« fortæller lektor Ludovic Orlando.

»Vi forventer, at nogle af de mekanismer, vi finder, ligner hinanden hos alle pattedyr, og dermed kan hestenes udvikling også fortælle noget mere generelt om evolution,« tilføjer han.

Vil genskabe oldheste

Når Ludovic Orlando siger, at heste kan ses som eksperimenter, vi mennesker har foretaget, mener han, at vi ved at udvælge bestemte individer og give dem fordele, for eksempel foder, eller ved direkte avl, selekterer for bestemte karaktertræk. Eksempelvis størrelse, styrke eller temperament.

De hesteracer, der findes i dag, er stort set alle avlet af mennesker, og derfor kan man ikke ud fra deres DNA sige noget om, hvordan en oprindelig hests DNA så ud.

»Med projektet her ønsker vi at genskabe hestene, fra før de var domesticeret. Vi vil skabe profilen for, hvad en hest var, før vi gjorde dem til de dyr, de er i dag,« siger Ludovic Orlando.

Sammenligner på tværs af tid

Hvis det lykkes forskerne at kortlægge genomet for oldhestene, vil de sammenligne det med genomet for moderne hesteracer og genomet for den såkaldte Przewalski-hest, der formentlig er den nulevende race, der har mest til fælles med oldheste. Przewalski-hestene er en udrydningstruet vildhest, der lever på stepperne i Centralasien, særligt i Mongoliet.

»Ved at gøre sådan kan vi undersøge, om Prewalski-hesten faktisk er den sidste nulevende vildhest. Kigger man på hulemalerier fra for 22.000 år siden, ligner hestene på billederne Przewalski-hestene. Ved at sammenligne genomerne kan vi se, om de genetisk virkelig er tættere på ægte vildheste, der levede før domesticeringen for 5.500 år siden, eller på nulevende heste,« forklarer Ludovic Orlando.

Forskerne har indtil videre kortlagt genomet for en række nulevende heste, der skal bruges til sammenligningen. De har set på den amerikanske Quarterhorse, fuldblodshesten, araberhesten, den islandske hest og den norske hest, også kendt som Nordbagge eller Fjordhest.

»Disse racer præsenterer alle forskellige avlspræferencer. Ved at gå tilbage i tiden og se på stamtræer har vi fundet heste, der er så forskellige som muligt,« fortæller forskeren.

Udfordrer grænserne for det mulige

Ludovic Orlando og hans kolleger bruger de nyeste metoder indenfor DNA-sekvensering og reparation af old-gammelt DNA fundet i blandt andet fossiler.

Forskerne har DNA fra heste, der spænder over mange tusinde år. Præcist hvor gammelt DNA, forskerne vil kigge på, kan han dog ikke sige endnu. Forskerne er nemlig i dialog med det videnskabelige tidsskrift Nature om en artikel, og det kræver, at de holder tæt.

»Jeg kan sige, at vi bevæger os tilbage, lang tid før domesticeringen af heste for 5.500 år siden. Vi ser på DNA, der er ældre, end hvad man før har gjort,« siger Ludovic Orlando.

Mikrober står i vejen

Arbejdet med det oldgamle DNA foregår i grove træk ved, at forskerne knuser knogle-fossiler og udtrækker DNA’et. Men det er ikke en nem opgave.

»Vi vil sekvensere hvert eneste af de her cirka seks milliarder DNA-bogstaver, som vi forventer at oldhestenes DNA indeholder. Men det er teknisk udfordrende. Gammelt DNA kan godt overleve, men det bliver skadet.,« forklarer Ludovic Orlando.

Det svære består i, at så snart et væsen dør, eksploderer cellerne, og der kommer mikrober ind som også indeholder DNA. Og selv hvis der ikke kommer mikrober ind, er der vand i miljøet, som vævsresterne befinder sig i. Vandet degraderer DNA’et til små stykker af sekvenser, der går i stykker eller ændrer sig.

Forskernes vigtigste opgave er at sørge for, at det DNA, de ser på, stammer fra hestene og ikke fra mikrober.

»Med vores teknologi kan vi generere en milliard DNA-sekvenser på cirka fem dage. Men vi får også DNA fra mikrober med ud, i forholdet 1:99. Der er altså 1% chance for, at vi finder det, vi leder efter. Det ligner en milliard sekvenser, men faktisk skal det divideres med 100. Så vi skal kortlægge en hel masse, før vi overhovedet kan håbe på at få alt det, vi leder efter,« siger forskeren.

»Vi vil forstå processen«

Metoderne, som forskerne bruger, er hele tiden under udvikling, så de kan blive bedre. Men det er målet, ikke midlet, der interesserer Ludovic Orlando.

»Metoderne er cool og nyskabende, især for en molekylærbiolog. Men vi er ude efter svaret. Det er processen, vi vil forstå. Hvad vi mennesker og miljøet gør, som ændrer på væsener,« fortæller han.

Ludovic Orlando forventer, at projektet vil være i gang de næste tre år. Forskerne er allerede kommet langt, men der kommer hele tiden nye sideprojekter til.

»Vi studerer blandt andet heste, der har levet under meget kolde vilkår for at se, hvordan miljøet har påvirket deres DNA. Der kommer sikkert tonsvis af projekter, og vi er allerede i kontakt med masser af mennesker, for eksempel hesteavlere i USA.«