Tarihi at kemiğinden en eski DNA dizisi elde edildi

700.000 yıldan daha uzun ömre sahip fosilleşmiş bir kemiğin parçasından, günümüz atının eski akrabasına ait genom bulundu. Bu olay önceleri bulunan tüm tarihi DNA dizilimlerinden 500.000 yıl daha yaşlı olmasıyla öne çıkıyor.

Nature dergisinin gerçekleştirdiği bu çalışmanın mümkün olmasını sağlayan, bulunan kemiğin ölümden hemen sonra, Kanada’nın (permafrost olarak bilinen) donmuş topraklarında korunmasıydı.

Çalışmanın aynı zaman da gösterdiği bir başka bilgi de tüm atların atalarının yaklaşık 4 milyon yıl önce yaşamlarını sürdürmüş olduğu.

Tarihi atın uzun kemiğinden geriye kalanlar, Kanada’nın batı merkez Yukon bölgesinde bulunan Thistle Creek bölgesinde bulundu. Paleontolojistlerin tahminine göre at, bu bölge çevresinde en son yarım ila üççeyrek milyon yıl önce gezinmiş.

Kemik üzerinde gerçekleştirilen ilk analizler, yakın süreçte gerçekleşen buzul çağı sonrası ısınma sürecine rağmen fosilin halen kan pıhtılaşma faktörleri ve bağ doku gibi normal şartlarda bu tür bir tarihi materyalde bulunamayacak biyolojik maddeler ihtiva ettiğine yönelik.

DNA bulmacası

BBC Dünya Servisi “Bilim Faaliyette” programına konuşan, çalışmanın yardımcı yazarı Dr Ludovic Orlando çalışmanın önemini vurguladı:

“Gerçekten çok heyecanlıydık; çünkü bu korunmanın ne kadar iyi olduğunu gösteriyordu. Böylece bu aşamada düşündük ki, DNA izolasyonunu deneyerek genomun ne kadarını karakterize edebileceğimizi görmenin vakti gelmişti”

Çok uluslu araştırmacılardan oluşan ekip,  kemiğin bir kısmını toz haline getirdikten sonra yüksek verimli gelecek nesil gen dizilimini kullanarak bu çok eski parçanın örneğini çıkarttı. İlk yaklaşımın sonucu kıyaslanamayacak biçimde, düşük seviyede dizilimin ortaya çıkarılmasını sağladı, bu yüzden de araştırmacıların tek bir DNA molekülünü bile inceleyebilecekleri bir teknolojiye dönmelerine sebep oldu.

Böylece payı sayılır başarıya ulaştılar; ancak sahip oldukları veri yığını yüzünden halen derin çalışmalar gerekti. Yüksek güce sahip bilgisayarları ve var olan atlara ait genom dizilerini referans olarak kullanarak, bilim adamları 12 milyar diziyi okuyarak tarihi ata ait olan DNA motiflerini, kirlenmiş diğer organizma motiflerinden ayırdılar.

Sonuca ulaşılan at DNA’sının parçalarını yeniden inşa ederek genomun bütünü için bir taslak ortaya çıkmış oldu. Elde edilen veri diziliminin tüm genomun sadece %70’ini kapsamasına rağmen, bu gerçekleştirilen birçok analiz için gerçekten büyük bir başarıydı.

Thistle Creek kemiğinde bulunan Y-kromozomunun belirteçleri onca yıla rağmen onun bir erkeğe ait olduğunu söyler vaziyette olmuş.

DNA aynı zamanda devrim niteliğindeki, günümüzün atlarını ve zebralarını içine alan Equus familyasının tarihini yeniden inşa etmede yardımcı oldu.

Bunu yapabilmek için bilim adamları, 43.000 yıl öncesine dayanan ve ilk evcilleştirilmiş en eski at türü olan eşeğin, 5 modern atın ve bir Przewalski, büyük olasılıkla gerçek anlamda yabani at popülasyonunun tek ve gerçek temsilcisi, atının DNA analizini çıkarmış.

DNA dizilimlerinden yola çıkılarak bulunan aile ağaçlarının gösterdiğine bakılırsa, bu yerleşik erkek atlar ile onların uzun evrim tarihleri arasında bir bağlantı olduğu görülmüş.

Otlaklar ve mirasları

Thistle Creek genom’u emin olunduğu gibi modern atların atası ve aile ağacının dibinde bulunuyor.

Jeolojik tarihlendirme bilgileri gösteriyor ki bilim adamları  farklı dallanmalar sırasındaki evrim hızını derecelendirebilirler ve bunun derinliğine inerek Equus familyasının sahip olduğu aile ağacının ömrünü bulabilirler.

Sonuçların gösterdiği, bu otlaklarda bu türün atalarının 4 ila 4,5 milyon yıl önce otlandıklarına yönelik ki bu da bir önceki tahminlerin iki katı demek.

Daha büyük miktarda evcil ve Przewalki atlarıyla yapılan DNA analiziyle elde edilen farklılıkları toparlayarak – genlerin her birini incelerek – geçmişteki nüfus büyüklükleri modellenebilir.

Son iki milyon yıllık sürede at nüfusu var olan iklim değişiklikleri neticesinde hem yüksek artışa hem de ani düşüşlere şahit oldu. Bu düşüşlerden biri Thistle Creek’teki örneğe sahip atlar ve modern atların ayrıldığı tarihle kesişiyor.

Dr. Orlando’nun BBC’ye açıkladığı gibi tarihi ve modern atlar arasındaki genetik farklılıkların yerleri bizlere, bu genetik faklılığın sebebiyet verdiği ana sebepler hakkında yanıltıcı olsa da umut veren bilgiler sunabileceği.

“Genom’u elde ettiğinizde aklınızdan ilk geçen düşünce, bugün büyük etkisi olduğunu bildiğimiz özellikleri sağlayan genetik farklılıklara bakmanız. Örneğin, öğrendiklerimizden biri bugün evcil atlarda yarış performansı için önemli olduğunu bildiğimiz bir alelin o zamanlar bulunmuyor oluşuydu.”

Aberdeen Üniversitesi’nden Palaeontolog Keith Dobney duygularını dile getirdi:

“Çok zaman önce değil, bizler tarihi DNA’larda mümkün olamayacak bir çok şeyin olduğunu söylemiştik, yeni nesil analiz tekniklerinin gelmesiyle bir anda herşey gerçek anlamıyla değişti”

Modern DNA analiz teknikleri ve daha iyi fosil örnekleri sayesinde bilim adamlarına evrim için daha derine bakabilme fırsatına sahip. Profesör Dobney gelecekteki çalışmalar için temin edilecek örneklerin bulunmasının tahmin edildiği gibi zor olmayacağını söyledi.

“Bu tipe benzer ne kadar çok materyalin dışarıda yattığını bilseniz şaşırırdınız.”

Ama biz gerçekten Equus atasını, at olarak  sınıflandıra bilecek miyiz?

“Przewalski atının bile 50.000 yıllık farka rağmen günümüz atlarıyla kıyaslarsanız farkını göreceksiniz. Kesinlikle söyleyebilirlim ki beklediğimiz ve bildiğimiz gibi bir ata benziyor olamazlar… Ama bir tırnaklı ata benzemelerini bekleyebiliriz.”

 

Kaynak: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-23060993