Адаптации и мутации

С некоторых  пор в науке устоялось мнение, что среди сходных форм и видов теплокровных животных наиболее крупными являются те, которые живут в условиях более холодного климата — в высоких широтах или в горах. Якутские лошади, известные своими небольшими размерами, пошли другим путем, разработав за несколько столетий сложнейший генетический инструментарий, позволяющий этим непарнокопытным выживать в суровевших условиях Северо-Восточной Сибири.

Республика Саха (Якутия), пожалуй, одно из наиболее холодных мест на планете Земля с рекордно низкими зимними температурами (ниже -70°C). Однако столь экстремальные условия не мешают выживать многим животным, в том числе, якутским лошадям, которые обитают на открытом воздухе круглый год. Эти возможности стали реальными благодаря уникальным фенотипическим адаптациям – небольшому размеру тела, густому волосяному покрову, а также значительному отличию метаболической активности в зависимости от времени года.

Необычайная история этих животных началась в XII-XVвеках, когда группы тюркоязычных этносов мигрировали на территорию современной Якутии под напором монгольских воинов. Не сдюжив с военной удалью оппонентов, предки современных якутов покинули алтайские и забайкальские степи, колонизировав самый север Сибири. В итоге, на землях Якутии сформировался новый этнос с уникальным культурным укладом и экономикой, немаловажную роль в которой играли якутские лошади – источник молока, питательного мяса и шкур. Современная якутская лошадь – самая северная порода лошадей, которая круглый год способна жить на открытом воздухе и самостоятельно добывать себе корм даже из-под глубокого снега.

В работе, где поучаствовал и Ваш непокорный слуга, по совместительству главный редактор Treefrog.ru, Артем Недолужко (Artem V. Nedoluzhko) совместно со своими коллегами из российских и зарубежных институтов, удалось определить последовательность девяти геномов современных якутских лошадей и двух лошадей датированных 19 веком и возрастом 5200 тысяч лет.  Полученные данные были проанализированы в сравнении с уже известными лошадиными геномами из позднего плейстоцена и 27 геномами современных одомашненных лошадей, а также тремя геномами лошади Пржевальского. В ходе работ показано, что современные якутские лошади не являются потомками лошадей, обитавших в середине Голоцена (эпоха, сменяющая плейстоцен и длящаяся последние 12 тысяч лет вплоть до современности) в Сибири – они появились здесь значительно позднее во время заселения этих территорий якутами, несколько веков назад.

По итогам масштабного сравнительного исследования геномов сделан вывод, что якутская лошадь представляет собой один из самых быстрых случаев адаптации к экстремальным температурам Арктики. В геномах якутских лошадей были обнаружены мутации (нуклеотидные замены в ДНК), способствовавшие их адаптации: выявлены гены, участвующие в развитии волосяного покрова, влияющие на размеры тела, метаболические и гормональные сигнальные пути. Найденные изменения генома якутской лошади представляют собой существенную часть адаптивного генетического инструментария этого организма.

Подробнее с результатами работы можно познакомиться в журнале PNAS: Librado P. et al (2015) Tracking the origins of Yakutian horses and the genetic basis for their fast adaptation to subarctic environments. PNAS. 112(50):E6889-97. doi:10.1073/pnas.1513696112