Search Posts

Heste

Denne side er et supplement til
**BioNyt – Videnskabens Verden** nr.158

Du kan tegne abonnement på BioNyt: Videnskabens verden **her!**


Køb dette nr.

Nyfødte føl giver tip om autisme-årsag

heste

The hairy past: Tail hair as an indicator of behavior, ecology in horses ::: Life style leaves chemical traces in hair. In horses, the analysis of tail hair is especially suited as the length of the hair can provide information over a long period of time. Determining the exact period of time that corresponds to a segment of hair is not trivial. Hair does not grow at the same rate in all horses. Researchers have now solved this problem. They developed a method to correctly assign individual hair growth to seasons and thus to a specific time frame.

  • Livsstil efterlader kemiske spor i håret. Hos heste analysen af ??halen hår er særligt egnet som længden af ??håret kan give oplysninger over en lang tidsperiode. Bestemmelse af nøjagtige tidsrum, der svarer til et segment af hår er ikke trivielt. Hår vokser ikke i samme takt i alle heste. Forskere har nu løst dette problem. De udviklede en metode til korrekt at tildele individuelle hårvækst til årstiderne og dermed til en bestemt tidsramme. (bionyt.dk/163/kilde-101 ).

SPØRGSMÅL OG SVAR OM HESTE OG HESTES EVOLUTION:

Dele af denne side kræver abonnement

på BioNyt Videnskabens Verden

Hvor længe har der været heste i Danmark?

Hvor mange tæer har en hest?

Hvordan spiser en hest?

Hvornår udvikledes hesten i forhold til dinosaurerne?

Hvilke vildheste har der været?

Har der levet vildheste i Danmark?

Hvornår uddøde tarpanen?

Hvornår uddøde den store vildhest?

Har man sekvensbestemt uddøde heste?

Hvordan fik zebraen sine striber?

Hvornår udvikledes hesten?

Hvornår kom hesten til Eurasien?

Hvor mange vilde hestearter lever i verden?

Hvad er Przewalskii-hesten?

Hvad er SMRT-metoden?

Hvordan er hestens evolutionshistorie?

Ville man kunne genføde en uddød heste-art?

Hvornår blev hesten første gang genombestemt?

Hvornår blev hesten tæmmet?

Hvor stammer hesten fra, geografisk set?

Hvad er gen-fordoblinger?

Hvor stort er hestens genom?

Hvad er synteny?

Hvor gammelt DNA fra ikke-permafrostlag har man sekvensbestemt?

SPØRGSMÅL OG SVAR OM HESTE
Supplement til BioNyt Videnskabens Verden nr. 158

Læs hele artiklen om heste i BioNyt Videnskabens verden, nr.158


Hvor længe har der været heste i Danmark?

De første spor af danskes brug af heste har man fra udgravninger fra Bronzealderen omkring 2000 år f.v.t. Danmark er stadig det land i verden, der har flest heste pr. indbygger. (ref.10755). I 1946 var der 653.000 heste i Danmark ifølge en officiel tælling. I 1968 var der 40.000. Men i 2006 menes der at være mellem 150.000 og 200.000 heste i Danmark (ref.10755 s.19). Der er 32 organiserede raceforeninger for heste i Danmark. De er alle tilsluttet Landsudvalget for Heste. Danmark er racens moderland for Den Jyske Hest (jysk landavl siden middelalderen), Frederiksborgeren (eftervirkning af reformationens indførsel i 1556, hvor alt klostergods kom under kronen, og heste fra Esrom kloster flyttedes til Hillerødsholm, det senere Frederiksborg) og Knabstrupperen (navn fra Knabstrupgård ved Holbæk).


Hvor mange tæer har en hest?

Hesten har kun en tå, som er tå nr. 3, men der er dog rudimenter af tå nr. 2 og 4, men disse er sammenvokset med det store mellemfodsled og er skjult af huden (ref.10755 s.10)


Hvordan spiser en hest?

Hos hesten er overlæben et griberedskab. Overlæben er meget bevægelig og følsom, og overlæben presser græsset ind mellem fortænderne, der så skærer græsset over. (ref.10755 s.10)


Hvornår udvikledes hesten i forhold til dinosaurerne?

Dinosaurerne levede fra for 230 mill. år siden indtil de uddøde for 65 mill. år siden. Hestefamilien har eksisteret i ca. 60 mill. år, dvs. at de opstod omkring 5 mill. år efter at dinosaurerne uddøde. De første heste lignede dog i størrelse mere hunde end heste. (ref.10755)


Hvilke vildheste har der været?

Der var tre forskellige arter af egentlige vildheste. Den store vildhest samt tarpanen er uddød. Tilbage er den mongolske (eller asiatiske) vildhest, der kaldes Przewalski hesten. (ref.10755 s.11)


Har der levet vildheste i Danmark?

Ved Fjerritslev fandt man i 1933 et lårben og en del af bækkenet af en vildhest, som levede før den sidste istid, nemlig for ca. 11000 år siden. (ref.10755 s.11). Der er ikke fundet arkæologiske belæg for vildhesteflokke i Vesteuropa i bondestenalderen. Derfor er det ikke sikkert, at vildheste har genindvandret til Danmark efter istiden. (ref.10755 s.81). Det er altså muligt at hestene i Danmark efter istiden stammer fra tæmmede heste. Solvognen fra Trundholm mose stammer fra 1350 f.v.t., dvs. fra bronzealderen. Den viser tydeligt at bronzealdermennesket kendte til tæmmede heste. Tilmed har hesten her en religiøs dimension, da hesten trækker solen.


Hvornår uddøde tarpanen?

Omkring 1860 var der kun een tarpanerhoppe tilbage. Den fik tre føl med en tam hingst. Polske forskere har senere forsøgt at genskabe tarpanerhesten gennem avlsarbejde, og denne type holdes nu i større dyreparker. Enkelte eksemplarer er importeret til reservatet i Lille Vildmose. (ref.10755 s.11). [De vilde heste, der er udsat på Langeland, er tamheste af typen Exmooreponyer. De betegnes ferale heste].


Hvornår uddøde den store vildhest?

Man mener at den i romertiden levede i Spanien. Man ved ikke hvornår den uddøde, men den er stamfader til de store hesteracer. Den store vildhest målte ca. 180 cm. (ref.10755 s.11)


Har man sekvensbestemt uddøde heste?

DNA-sekvensen af et 700.000 årigt hestefossil er det ældste DNA, som man har sekvensbestemt (pr. 2013). Danske forskere flyttede i 2013 grænserne for sekvensbestemmelse af ældgammel DNA da man sekvensbestemte genomet af et ca. 700.000 år gammelt hestefossil – altså en kortlægning af rækkefølgen af baserne i den genetiske arvemasse (basesekvensen).

Det var en verdens­rekord inden for DNA-forskningen, idet forskerne ved Københavns Universitet dermed havde sekvensbestemt det hidtil ældste ­genom fra en for­historisk organisme. Ludovic Orlando og Eske Willerslev var lederne af genom-bestemmelsen af det 0,7 mill. år gamle hestefossil.

Duane Froese fra University of Alberta fandt knogler af en uddød hesteart, Equus lambei, fra Klondike-regionens guldmine-udgravninger i Yukon-distriktet i det nordvestlige Canada tæt ved grænsen til Alaska. Hestefossilet havde ligget dybfrossent og velbevaret i Canada's permafrost-jordlag, der rummer et unikt arkiv over tidligere livsformer. Det var i 2003, at Duane Froese i den afsidesliggende dal Thistle Creek fandt en 15 x 8 cm fossilknogle fra bagbenet på en hingst (X- og Y-kromosom påvist) af denne urhest, som nu er genom-bestemt.

Korte DNA-molekyler var bevaret i knoglerester fra hesten, der havde ligget nedfrosset i permafrost i Thistle Creek, Yukon, Canada i ca. 560.000-780.000 år. Nær ved 1 million år De opsigtsvækkende resultater blev offentliggjort i Nature, juni 2013. I en kommentar i Nature skriver Craig Millar fra Auckland universitet (New Zealand) og David Lambert fra Griffith universitet (Australien), at man derved er godt på vej mod analyser af 1 million år gammelt DNA-materiale!

Måske omkring 10% af små-molekylære stoffer i fossiler har en chance for at overleve i over 1 million år under meget kolde betingelser. (Studiet af Thistle Creek hesten tyder således på, at 6 – 13% af korte, 25-basepar lange, DNA-fragmenter måske vil kunne overleve i over 1 million år).

Menneskets oprindelse: Med teknologi, som kan påvise DNA, der er halve og hele årmillioner gammelt, nærmer vi os menneskehedens oprindelse før Homo sapiens. I Craig Millar og David Lambert's kommentar peger de på, at det måske bliver muligt at finde DNA-sekvenser af Homo heidelbergensis og Homo erectus, som i runde tal levede for netop henholdsvis en halv million og en million år siden. Genom-sekvensbestemmelse af Homo heidelbergensis og Homo erectus ville muliggøre sammenligning med genomerne for neander­thalerne og det neanderthal-lignende Denisova-menneske, hvilket ville kunne give afgørende ny information om menneskets udviklingshistorie. Men når det gælder gamle fortidsmennesker, hvor DNA'et ikke har ligget i DNA-bevarende permafrost, bliver det en udfordring at udføre sådanne DNA-studier på prøver, siger palæogenetikeren Carles Lalueza-Fox fra Institute of Evolutionary Biology i Barcelona.

Studiet af den 700.000 årige Thistle Creek hest fra Canada har altså vist, at DNA-molekyler kan overleve i fossiler meget længe efter, at organismen er død. Dog ikke som hele kromosomer, men som korte stumper, der kan være så korte som blot 25 basepar. Undertiden bevares altså tilstrækkeligt DNA til, at den fulde genom-sekvens af uddøde arter kan påvises.

I nogle år var det ældste DNA-studie fra et Denisova-menneske – en slægtning til neanderthalerne. ­Denisova-menneskets sekvensbestemmelse var baseret på en ca. 70-80.000 år gammel knogle. Da Studiet af genomet af den 700.000 årige Thistle Creek hest fra Canada blev publiceret i juni 2013, var det derfor nær blevet en 10 gange forlængelse af den tidligere rekord, men i juni 2012 havde andre forskere dog publiceret DNA-sekvensen af en isbjørn, der levede for ca. 110.000 – 130.000 år siden (ref.10689). Sammenligninger af hestetyper Sekventeringen af det ca. 700.000 år gamle heste-genom blev sammenlignet med genomet af en ca. 43.000 år gammel hest(sen pleistocæn). Desuden sammenlignede man med DNA-sekvensen hos nutidens forædlede hestetyper (Equus ferus caballus), bl.a. araberhesten, den islandske hest og norsk fjordhest, samt med Prze­walskii-hesten (Equus ferus przewalskii) og med nutidens æsel (Equus asinus). Man kunne derved vurdere, hvor hurtigt mutationerne ophobedes under heste­-evolutionen.

Alderen på ca. 700.000 år betød, at der var utallige ændringer i baserne af DNA'et. I nogle områder af DNA-strenge var hvert eneste cytosin (en af de 4 DNA-baser) faktisk blevet beskadiget. Dette tydede i sig selv på, at der var tale om meget gammelt DNA.

Aldersbestemmelsen af Thistle Creek hesten:DNA-sekvensbestemmelse af Thistle Creek hesten bygger på ti års feltarbejde og forskning udført af Duane Froese fra Alberta universitet. Man kunne fastslå, at den var mellem 560.000 og 780.000 år gammel (ud fra radioaktiv datering af jordlagets vulkanske aske på stedet, samt fund af små fortids-pattedyr) http://easweb.eas.ualberta.ca/person/Froed. Protein, aminosyrer – og DNA Det viste sig, at fossilet indeholdt aminosyrer, der er almindelige i kollagen-væv. Dette tydede på, at protein kunne have overlevet tidens tand. Kollagen udgør hovedparten af proteinet i knogler. (Kollagen-proteinet påvistes med sekundære ion-signaturer typisk for kollagen – påvist med metoden Time-of-flight secondary ion mass spectrometry; TOF-SIMS)

Endnu mere begejstrede blev forskerne, da det lykkedes Enrico Cappellini fra Tom Gilbert's gruppe, i samarbejde med Proteincenteret på Panum Instituttet i København under ledelse af Jesper Velgaard Olsen, at lave direkte sekvensbestemmelse af kollagen-peptider fra knoglen. Da man senere også opdagede blodproteiner i knoglen, så det virkelig lovende ud, fordi netop blodproteiner vanskeligt bevares. Det antydede, at det gamle DNA måske også var bevaret. Det var det faktisk, men det meste DNA var dog fra ­mikroorganismer, der havde fundet vej ind i knoglen. Det var således nødvendigt at kunne skelne DNA fra ur­hesten fra det forurenende DNA. DNA-sekvensbestemmelsen DNA-sekventeringen blev som kontrol delvis gentaget på Southampton universitet med samme resultat, og at DNA-sekvensen af den forhistoriske hest faldt uden for de kendte heste­liniers DNA bekræftede også alderen.

Sekventeringen var på ingen måde ligetil, fortæller Ludovic Orlando, der var leder af det team, der brugte tre år på projektet, og som omfattede bidrag fra 56 internationale forskere. At arbejde med så gammelt DNA er som at arbejde med et kæmpestort puslespil. De lange DNA-strenge var nemlig nedbrudt til små stykker DNA. Der blev anvendt en ny teknik til at lokalisere DNA'et i det bevarede kollagen i knoglemassen.

DNA'et var ekstremt svært at finde. Det lykkedes kun at få lidt DNA frem for hver gang, man havde gjort ca. 200 forsøg. Derfor måtte man anvende en helt anden sekventeringsteknik, end da arvemassen fra det arktiske fortidsmenneske Inuk blev kortlagt (og kom på forsiden af Nature – ligesom Nature også bragte nyheden om den sensationelle genom-sekventering af ur­hesten). Real-time sekvensbestemmelse Identifikationen af DNA-lommer i urheste-knoglen skete ved brug af såkaldt enkelt-molekyle-sekvensbestemmelse, (SMRT = Single molecule real time sequencing), hvor man ikke som tidligere behøver at opformere sit DNA, men kan aflæse den genetiske kode direkte fra de enkelte molekyler. Metoden er udviklet af Pacific Biosciences og blev beskrevet i januar 2009 i Science og markedsført i 2011. (I 2013 med ny og effektiv version, PacBio RS II).

Ved enkeltmolekyle-sekventering (SMRT), hvor man aflæser den genetiske kode direkte fra et enkelt stykke DNA uden opformering i en sekventerings­maskine, undgår man tab af DNA-sekvenser under utallige, mislykkede sekventeringsforsøg, og man nedsætter risikoen for yderligere nedbrydning ved håndteringen og luftens adgang.

Når DNA'et aflæses direkte, kan man også bedre undgå at få en masse bakterie-DNA fra knoglerne læst ind sammen med det gamle DNA, så den nye metode giver et noget renere resultat. Det lykkedes med den nye metode at forbedre udbyttet, så man nu ikke skulle lave 200 forsøg for at få et positivt resultat, men kun 20 forsøg for at få et positivt resultat.

12 milliarder puslebrikker :I 2012 fik forskere ved DTU System­biologi overdraget informationen om de 12 milliarder små digitale DNA-fragmenter, som man havde fundet i urheste-knoglen. DTU-forskerne Thomas Sicheritz-Pontén, Bent Petersen og Josef Vogt arbejdede derefter med hestegenomet i næsten et år. De fandt frem til den præcise rækkefølge af de basepar, som udgør fortids­hestens samlede genom. Men kun med megen tålmodighed og viljestyrke lykkedes det at samle de 12 milliarder overlappende DNA-stumper til en sekvensrækkefølge af 2,4 milliarder brikker (nukleotid-baseenheder).

DTU-forskerne måtte sammenligne hvert eneste lille stykke DNA med alt, hvad videnskaben overhovedet kender af gener fra dyr, planter, bakterier og virus. Omkring 99% af DNA-stumperne stammede fra andre organismer, og kun ca. 1% af DNA'et fra knoglen tilhørte faktisk urhesten selv. Det meste af resten stammede som sagt fra bakterier. Og når der er milliarder af DNA-sekvenser, er dette en opgave, som tager lang tid, enorm computerkraft og en masse viden, forklarer Thomas Sicheritz-Pontén fra Center for Biologisk sekvensanalyse ved DTU Systembiologi. Her har man de supercomputere og den ekspertise, der skal til for at producere de værdifulde datasæt, som hele genomer er.

I den klassiske udviklingslære ser man netop ofte på, hvordan hestens fysik har været under forandring gennem evolutionen. Nu kan vi imidlertid også følge evolutionen i DNA'et og få svar på det, der ikke kan ses i knoglerne. Den nye forskning gør det med andre ord muligt at følge udviklingen på det molekylære niveau og se, hvordan evolutionen er foregået i hestens gener gennem 700.000 år. Forskerne regner f.eks. med at kunne finde ud af Thistle Creek hestens farve.

Det vigtigste for en hest for 700.000 år siden var at kunne lugte og have et godt immunsystem. Alt i alt er der med dette studie lagt en masse brikker på plads i det puslespil, som fører frem til nutidens forskellige hesteracer.

Alle rå-sekvenserne af genomerne indgår i den offentligt tilgængelige database Sequence Read Archive ved NCBI, og på siden her: http://geogenetics.ku.dk/publications/middle-pleistocene-omics.

Grunden er dermed lagt for nye forskningsprojekter om hestens oprindelse og udvikling, samt hvad det har betydet genetisk, at mennesket har gjort hesten til husdyr og frem­avlet forskellige specifikke egenskaber. Man vil f.eks. kunne begynde at forske i, hvad det er for specifikke gener, der gør araberhesten til en hurtigløber eller som gør islænderhesten til en stærk arbejdshest.

Studiet af den 700.000 årige Thistle Creek hest fra Canada var et samarbejde mellem forskere fra Danmark, Kina, Canada, USA, Schweiz, Storbritannien, Norge, Frankrig, Sverige og Saudi-Arabien. Meget af forskningen blev udført på grundforskningcenter for geogenetik på Københavns Universitet i et samarbejde mellem Eske Willerslevs gruppe, Tom Gilberts gruppe og gruppen ledet af Ludovic Orlando (fransk, ekstern forsker på centeret). Eske Willerslev, der er professor i evolutions­biologi, blev portrætteret i BioNyt Videnskabens Verden nr. 154 (tema om Center for Geogenetik). Nye muligheder for studier Da den 4.000 år gamle Inuks arvemasse blev kortlagt i 2004, kunne hans DNA sige noget om ansigtstræk og farven af hår og øjne. Foreløbig har koderne i den canadiske urhests DNA afsløret, at dens lugtesans og immunforsvar var uhyre veludviklet.

Man kan også tænke sig, at fortsat forskning vil kunne sige noget om domesticeringen, altså tæmningen, og f.eks. hvordan aggression og frygt kan blive hæmmet i denne forbindelse. Ligger aggression f.eks. i bestemte gener? Andre spørgsmål kunne være af typen: Hvordan fik zebraen sine striber?

Studiet af den 700.000 årige Thistle Creek hest fra Canada viste, at Przewalskii-hesten har gener med særlige variationer, som ikke kendes fra de domesticerede heste; det er gener, som angår immunsystemet, celleopbygningen, stofskiftet og centralnervesystemet.

I Studiet af den 700.000 årige Thistle Creek hest fra Canada fandt man 29 DNA-områder, hvor racerne af den tæmmede, domesticerede hest var relativt ens (og forskellige fra Przewalskii-hestens tilsvarende DNA-områder). Her ligger måske interessante gener, som mennesket i virkeligheden selekterede for under hestens domesticering (ref.10690).

Disse interessante DNA-områder indeholder gener for dannelsen af sædceller, farvekorn i huden, blodet og muskler (sarkomer-organisation). Andre anvendelser, retsgenetik? Efter at have kortlagt DNA'et fra den 700.000 gamle hest, ser forskerne nye muligheder for denne DNA-forskning. Eske Willerslev tænker, at en af sidegevinsterne ved hans forskning kunne tænkes at blive brugbare redskaber for politi og retsvæsen, – hvis det bliver muligt at lave hele profiler på gerningsmanden ud fra meget lidt DNA. Det kunne blive en ny revolution inden for retsgenetikken, hvis man ud fra meget, meget små spor af DNA kunne lave en hel profil af en gerningsmand, siger Eske Willerslev. Det gælder også meget gamle forbrydelser. Dette er ikke hovedsigtet med hans forskning, men de banebrydende nye teknologier på området åbner for hundredvis af muligheder i arbejdet med DNA-prøver, der hidtil har været anset for at være for gamle til at analysere.


Hvornår udvikledes hesten?

Hesten er ca. 4 million år gammel, hvis man tænker på fremkomsten af hesteslægten Equus. Den sidste fælles forfader til alle moderne en-hovede dyr levede for omkring 4 – 4,5 mill. år siden ifølge dette nye studie. Hesten, æslet og zebraen tilhører alle slægten Equus, og forfaderen til denne hestelinie spaltedes altså fra andre dyrelinier for mere end 4 millioner år siden.

Tidligere var der stor usikkerhed om, hvor gammel heste­linien er. Nogle mente, at hesten "kun" var 2,5 millioner år gammel (det ældste sikre fossilfund af heste er 2 mill. år gammelt), medens andre mente, at hestelinien kunne være næsten 6 mill. år gammel på baggrund af visse molekyl-analyser (ref.10690note19)).

Med de nye genom-studier har man fået mere sikker viden på området, og det viser, at hestens udviklingshistorie som dyregruppe begyndte som sagt for cirka 4 – 4,5 millioner år siden. Den evolutionære udspaltning bag oprindelsen af heste, æsler og zebraer rækker dermed næsten dobbelt så lang tid tilbage i forhold til, hvad man hidtil ofte har antaget, men det stemmer overens med nyere molekylanalyser samt med alderen på det ældste fossil af et ­en-­hovet dyr, kaldet Plesippus simplicidens – eller Equus simplicidens, idet nogle forskere anser den for at være det tidligste fossil af Equus-slægten. Varmt klima gav tilbagegang Dette nye ur for hestegruppens udvikling afslører, at der har været dramatiske udsving i hestens historie, når det gælder populationens størrelse. Genetiske analyser kan nemlig sige noget om populationers størrelse, og størrelsen af hestepopulationen har varieret betydeligt de seneste to millioner år. Det er sket i fase med de store klimatiske ændringer. Hestene var mest talrige i kolde perioder. Populationen faldt drastisk i varme perioder. Formentlig har det at gøre med udviklingen af skov i de varmere perioder i stedet for de græsstepper, som var dominerende i de kolde perioder. Heste er ikke tilpasset til at leve i skov.

Såkaldte PSMC-analyser [PSMC: pairwise sequential Markovian coalescent] viste en top­periode for udbredelse af heste for 1,2 -1,6 mill. år siden (efterfulgt af et ca. 8 gange kollaps), med ekstrem lav popula­tionsstørrelse for omkring 500-800.000 år siden [hvor Thistle Creek hesten er fra]. På dette tidspunkt skete der nok en opsplitning af hestepopulationen, da heste fra Amerika via Alaska/Rusland-broen ved Beringsstrædet koloniserede Eurasien.


Hvornår kom hesten til Eurasien?

De tidligste heste i Eurasien ankom hertil for 750.000 år siden. Heste­populationen havde her en top-periode for 190-260.000 år siden (efterfulgt af et ca. 2 gange kollaps, altså halvering). Der var et populationsminimum for 125.000 år siden (svarende til den sidste mellem­istid-periode, hvor miljøbetingelserne var nogenlunde som i nutiden). Senere voksede hestepopulationen til en topperiode for 25-50.000 år siden – efterfulgt af et ca. 100 gange kollaps efter, at den sidste store istidsmaksimum sluttede for omkring 20.000 år siden.


Hvor mange vilde hestearter lever i verden?

Verden har kun én vild hesteart. Studie af Thistle Creek hesten fra for 700.000 år siden (publiceret juni 2013) viste, at vi stadig har én rigtig vildhest tilbage i verden. Det er den såkaldte Przewalskii-hest fra de mongolske stepper. Den har dog brug for beskyttelse, hvis den ikke skal uddø. Den vilde bestand nåede faktisk at uddø, men er siden blevet geneta­bleret ved udsættelse af dyr fra zoologiske haver. Przewalskii-hesten er genudsat i den vestlige del af Mongoliet, hvor den klarer sig, selv om det kan være ekstremt koldt i dette område (da temperaturen f.eks. i januar 2010 var minus 47 grader Celsius overlevede alle Przewalskii-hestene denne ekstreme kulde).


Hvad er Przewalskii-hesten?

Przewalskii-hesten er den eneste ægte vilde hest, der er tilbage i verden. De vilde heste i Australien og andre steder er tamme heste, der er undsluppet.

Studie af Thistle Creek hesten fra for 700.000 år siden (publiceret juni 2013) viste, at Przewalskii-hesten ikke indeholder DNA, som stammer fra de domesticerede heste. Der har ellers hersket tvivl om ­Przewalskii-hesten har fået genmasse fra tæmmede heste. Men der er intet som helst af tamhestens DNA i den (ingen parringer med de tamme heste, altså). Udspaltning for 50.000 år siden Denne nye forskning viser også, at ­Przewalskii-hesten og de domesticerede heste skiltes ad for mellem 38.000 og 72.000 år siden (dvs. for rundt regnet 50.000 år siden). MRCA = most recent common ancestor. [Den 43.000 år gamle hest, som også blev genom-bestemt, var fra en linie, som allerede for 89-167.000 år siden udspaltedes fra den linie, som førte til den moderne hest (ref.10690)].

Przewalskii-hesten blev først opdaget af den vestlige verden i anden halvdel af 1800-tallet. Derefter blev den jaget og blev hurtigt en truet art. I 1950'erne var den næsten helt uddød i naturen (den sidste gang en vild Prze­walskii-hest blev indfanget i naturen var i 1940'erne). Den har kun overlevet indtil nu som følge af en stor bevaringsindsats.

Ekstra kromosompar: Przewalskii-hesten har tydelige fysiske forskelle i forhold til de tamme heste. Den har tilmed et ekstra kromosompar (men er frugtbar med tamhesten). Den evolutionære oprindelse til denne hest var et mysterium, men nu har forskerne altså afsløret, at populationen af ­Przewalskii-heste for ca. 50.000 år siden blev isoleret fra linien, der fører op til de nutidige, tamme hesteracer.

Genetisk levedygtig variation: De nulevende Przewalskii-heste har en indbyrdes genetisk forskellighed, som tyder på, at denne hest er genetisk levedygtig og derfor fortjener en bevaringsindsats. Den genetiske variation består til trods for, at der var så få tilbage for 50 år siden (og i 1996 erklæret uddød i naturen) og til trods for at den nulevende, vilde bestand stammer fra kun 13-14 individer (ref.10690note25)). De blev genudsat ad tre omgange på de mongolske stepper, og den nye, vilde bestand er i dag lige så genetisk varieret som araberhesten eller islænderhesten.


Hvad er SMRT-metoden?

SMRT-metoden går ud på, at et DNA-polymerase-enzym påsætter en base på en enkeltstrenget DNA-template, hvorved der frigives et fluorescerende molekyle, så lyset registreres, når det forlader stedet. De fire forskellige DNA-nukleotider er mærket med fire forskellige fluorescerende molekyler, så det af lysets karakter kan ses, hvilken base enzymet har påsat. Observationsrummet, hvori fluorescenslyset registreres, og hvor enzymet påsætter nukleotid-basen til den enkeltstrengede DNA-template, er et hul i en aluminiumfilm, som ligger oven på en siliciumplade (chip). Hullet er ca. 70 nanometer bredt og ca. 100 nm dybt. Den oprindelige SMRT-chip havde 3000 huller, men en version fra 2012 har 150.000 huller(ref.10710).


Hvordan er hestens evolutionshistorie?

Hestens evolutionshistorie betragtes som et klassisk eksempel på evolu­tionsbiologi. Det er et skolebogs­eksempel på evolution, at eleven får stukket nogle knogler i hånden og ved selvsyn kan se udviklingen fra tæer til hov. Hesten er nemlig tydeligvis gået fra at have tre-fire tæer til kun at have én tå – altså en hov.

Hesten: Den bedst kendte evolution Hesten er det dyr, som har den bedst kendte evolution. Den udvikledes over en periode på 45-55 mill. år fra et lille skovlevende dyr på størrelse med en ræv. Heste tilhører ordenen ­Perissodactyla, som har ulige antal tæer. De har en bevægelig overlæbe og ens tandstruktur. Heste har ligheder med tapir og næsehorn. Heste-­ordenen opstod i sen-­Palæocæn (mindre end 10 mill. år efter kridt/palæogen uddøen-episoden). De var (ligesom tapir og næsehorn stadig er) udviklet til at leve i tropiske skove. Men de udviklede tilpasning til livet på tørre, åbne stepper. I starten havde de spredte tæer, tilpasset fugtig jordbund, men fik efterhånden længere ben med vægten placeret på den længste (midterste) tå, så de kunne løbe fra rovdyr. Tænderne blev større, tilpasset til at bide hårdt græs.

Den unge Charles Darwin fandt i Patagonien en tand af en uddød hest, som senere af Richard Owen blev navngivet Equus curvidens. Den moderne hest er en Equus. Fra Eohippus til Equus Udviklingen fra en urhest som f.eks. Eohippus til nutidens Equus kan umiddelbart se ud til at være en ret linie, men evolutionen af hesten er langt mere kompleks med mange forgreninger, hvor den moderne hest kun er en af mange, og ikke "målet" for udviklingen, men blot den, der overlevede frem til nutiden.

Udviklingen fra Dinohippus til Equus ser ud til at være sket ved en gradvis udvikling, hvorimod udviklingen fra Epihippus til Mesohippus skete ret pludselig i geologisk forstand, i løbet af nogle få millioner år. Et andet træk, der viser, at udviklingen fra den lille Eohippus til Equus ikke var en ret linie, er at gamle træk vendte tilbage på forskellige tidspunkter i udviklingen, såsom forhold ved størrelse og i fordybningen i foransigtet.

Der skete både anagenesis (dvs. gradvis ændring af hele populationens genfrekvenser) og cladogenesis (populationen opsplittes i to forskellige grene). I mange perioder levede heste­linier samtidig med deres "forfader"-­linier. Eohippus – lille som en ræv Eohippus opstod for 52 mill. år siden med størrelse som en ræv. Dens tænder viser, at den levede af bløde blade og frugter. Foden lignede en hunds, men med hove i stedet for kløer.

Eohippus ændrede sig ikke meget igennem 20 millioner år, men tandsættet blev mere tilpasset til at spise blade. Der kendes tusinder af hele skeletter af Eohippus-arter fra Amerika. Fra Europa kendes den lignende Propalaeotherium, (som ikke anses for at være forfader til den moderne hest).

Eohippus udvikledes gradvis til Orohippus med lange bagben (hvormed den kunne hoppe), og med tænder tilpasset hård føde. For 47 millioner år siden udviklede Orohippus sig til Epihippus-slægten med tænder, der kunne finmale hård føde.

For 32–24 millioner år siden fik Nordamerika et mere tørt klima, de første græsser udvikledes, og Mesohippus udvikledes, der med lange ben gik på tre tæer. For 36 millioner år siden udvikledes Miohippus ved, at en population spaltedes fra Meso­hippus-linien, og den overlevede senere denne, da Mesohippus-linien uddøde fire millioner år senere. For 24 – 5,3 millioner år siden begyndte Miohippus-linien en hurtig opdeling og artsdannelse – i retning af såvel skov- som prærietilpasning. Den skovtilpassede form, Kalobatippus (eller Miohippus intermedius) udvikledes formentlig til Anchitherium, som vandrede via Beringstrædets landbro til Asien og ­videre til Europa, og disse steder udvikledes til Sinohippus. (I Nordamerika skete tilsvarende udviklinger, til Hypohippus og Megahippus).

Prærieformen af Miohippus-populationen menes at være forfader til Parahippus i Nordamerika – på størrelse med en lille pony.

Midt i Miocæn-perioden var Meryc­hippus almindelig og tilpasset til at leve af hårde græsser. Den udviklede sig til mindst 19 steppetilpassede arter og til linierne Protohippus og Pliohippus samt den antilope-slanke Hipparion, der fik mange slægtninge: Pseudhipparion, Nannippus, Neohipparion og Cormohipparion.

Hipparion-typer vandrede til Europa (fossiler bl.a. fundet ved Athen). For ca. 12 millioner år siden udviklede Calippus sig til Pliohippus (en hurtigløber og Equus-lignende, men med to lange tæer på hver side af hoven samt et kranie har store fordybninger (fossae) og buede tænder. Af disse grunde er Pliohippus næppe forfader til den moderne hest. (Equus har ikke ­sidetæer, har ingen fossae-fordybning og har lige tænder). Pliohippus kan derimod have udviklet sig til Astrohippus.

Den mest almindelige hestelinie i Nordamerika i sen-Pliocæn var Dinohippus. Dinohippus menes at have udviklet sig til Plesippus. Ved slutningen af Pliocæn blev klimaet i Nordamerika koldt. En Plesippus-population gik over Bering-landbroen til Eurasia for 2,5 millioner år siden, men tilbage i Nordamerika udviklede Plesippus sig til Equus, mener man.

En af de ældste Equus-heste er Equus simplicidens (beskrevet som zebralignende krop med æselformet hoved). Det ældste fossil af Equus simplicidens er ca. 3,5 millioner år gammelt (Idaho, USA). Der er alene fra Nordamerika beskrevet over 50 (usikre) arter af hestetyper fra ­Pleistocæn-perioden. Equus-slægten spredte sig dog til Eurasien, hvor Equus ­livenzovensis kendes fra Europa og Rusland. Hestens uddøen i N-Amerika Årsagen til hestens uddøen i Nordamerika for 12.000 år siden er omdiskuteret. Der er fremsat hypoteser om spredning af uspiselige tundra-buske på stepperne, eller for højt jagttryk fra mennesker, der for nylig var kommet til Nordamerika (Clovis-kulturen). Det er omvendt blevet foreslået, at når stepperne sprang i tundra-busk-landskab var det en konsekvens af hestens uddøen, og ikke årsagen hertil.


Ville man kunne genføde en uddød heste-art?

Teoretisk ville det i øvrigt være muligt at fremstille et kunstigt DNA med den præcise sekvens som DNA'et hos den 700.000 gamle hesteart – og indsætte dette DNA i ægget af en moderne hest, som så ville genføde den gamle hestetype. Forskerne har dog ingen planer om dette.

Eske Willerslev er sikker på, at studierne af gammelt DNA generelt vil kunne ændre den måde, vi ser på evolutionen. Det vil kunne få stor betydning for evolutionsbiologien generelt. Genetiske studier kan vise evolutionens maskineri. Sammenlignelige studier vil kunne bruges til at afklare faktorer, som driver evolution og artsdannelse. Studier som sekvensbestemmelsen af den 700.000 årige Thistle Creek hest fr Canada giver os kendskab til de skruer og møtrikker, som evolutionen benytter sig af.

Perspektivet ved denne forskning er også muligheden for at studere menneskets udvikling længere tilbage i tid end hidtil muligt.

Der kendes hos heste over 90 arvelige sygdomme, der ligner tilsvarende sygdomme hos mennesket. Bl.a. af denne grund kan kendskab til hestens genom få betydning.



Hvornår blev hesten første gang genombestemt?

Twilight og Sugar: De første genombestemmelser af heste skete i 2007 (Twilight) og 2012 (Sugar). Den første hest, der fik hele sit genom sekvensbestemt (i 2006-2007), var en fuldblods skimmelhoppe ved navn Twilight fra New York, doneret af Cornell University. Dog bidrog DNA-studier af andre heste­racer til det tidlige, generelle kort over hestens genetiske variation. Hesteracerne, som anvendtes til de første studier, var araberheste, andalusiske heste, islandske heste, amerikansk Quarter Horse, Standardbred, belgisk hest, Hannoveraner, Hakkaido-hest og Fjordhesten (ref.10697). Man fik derved et katalog over ca. 1 million enkelt-nukleotid-variationer (SNP'ere, single nucleotide polymorphisms). De kunne bruges til at sammenligne genetisk variation mellem de forskellige hesteracer (ref.10697).

Denne første sekventering af hestens genom blev udført med en tidlig metode, den såkaldte Sanger-metode, hvor man adskiller DNA-stykkerne ved hjælp af kapillærkræfter.

I 2012 blev en anden hest fuldt sekvensbestemt ved Texas A & M University i USA. Det var en 18-årig Quarter Horse hoppe ved navn Sugar. Dens genom blev sekvensbestemt med nyere teknikker, og man fandt hele 3 millioner genetiske varianter i forhold til den tidligere sekventerede Twilight hest. Variationerne var navnlig i generne for sansning, signaloverførsel og immunitet.

I forbindelse med det nye urheste-studie viste man imidlertid, at genom-sekvensbestemmelsen af Sugar var meget dårlig, og man fravalgte at bruge den til sammenligning.


Hvornår blev hesten tæmmet?

I Eurasien begyndte hestefossiler igen at blive almindelige for ca. 6000 år siden, og formentlig blev hesten tæmmet fra dette tidspunkt (eller måske for 4000 år siden) og frem. For 3000 år siden var hestens domesticering formentlig omfattende og vidt udbredt. Man mener at heste blev domesticert og gjort til brugsdyr i egnene nord for Sortehavet 2-3000 år f.v.t.

Efter at Christopher Columbus kom til Amerikan, spredtes iberiske heste til Amerika, Panama, Mexico, Brazilien, Peru, Argentina og i 1538 til Florida.

De oprindelige indbyggere i Amerika havde ikke et ord for heste, og kaldte dem for "elsdyrhunde" eller andet, som var ord afledt af ord for hund eller hjort.

Historisk har hesten spillet en vigtig rolle i menneskehedens udvikling. ­Hesten blev dog først tæmmet for 4000 – 6000 år siden. Den blev i begyndelsen mest brugt som trækkraft og til transport.

Anvendelsen til sport og rekreative formål er kommet til senere.

Men hesten var også et symbol på magt, når f.eks. en kejser eller general sad overskrævs på hesteryg under indtogsmarcher i erobrede byer verden over.

I Nordens oldtid hændte det, at betydelige mænd blev begravet med heste. Ved Ladby-skibet på Fyn blev den fynske høvding ikke alene gravsat med Ladby-skibet, men også med 11 heste, hvoraf flere var unge. (ref.10755s.17).


Hvor stammer hesten fra, geografisk set?

Hesten har sin oprindelse i Nordamerika. Men for ca. 12.000 år siden blev de amerikanske heste drevet til udryddelse. De havde dog forinden spredt sig til Asien og Europa – og kom tilbage til Amerika på de europæiske skibe efter den berømte Columbus-rejse i 1492.


Hvad er gen-fordoblinger?

Når en gen fordobles under evolutionen, og de to kopier af genet sidder afskilt fra hinanden, kaldes de "paraloge gener". Studiet af den 700.000 årige Thistle Creek hest fra Canada viste, at heste har flere paraloge gen-søstre end man finder hos mennesket og hos kvæg, når man ser på visse funktionelt vigtige gen-familier. De fleste af disse paralog-gensøstre hos heste opstod før oprindelsen af Equus-slægten for ca. 4,0 – 4,5 million år siden (idet 98,3% af disse paralog-gensøstre også findes hos æslet, som godt nok er en Equus, men fjernt beslægtet med hesten).

Den moderne hest har f.eks. en kopi af et keratin-gen, og denne kopi findes også hos den 43.000 år gamle hest, men ikke hos den 700.000 år gamle hest. Denne genfordobling må derfor være sket tidligere end den fælles forfader til den 43.000 år gamle hest og den moderne hest (denne sidste fælles forfader levede for 500-626.000 år siden; MRCA = most recent common ancestor).

Paralog-gensøstre tilhører ofte den samme art, men det er dog ikke altid tilfældet: for eksempel er hæmoglobin-genet hos mennesket og myoglobin-genet hos chimpanser paraloge gener, idet de oprindelig har været samme gen hos en forfader.

Paraloge gener har typisk samme eller lignende funktioner, men dog ikke altid: På grund af manglende selektionspres på kopien af det duplikerede gen, er det gratis for genet at mutere – og derfor kan det tilegne sig nye funktioner.

De gener, der koder for myoglobin og hæmoglobin, anses for at være gamle paraloge gener, der har fået forskellig funktion. Tilsvarende er de fire klasser af hæmoglobiner (hæmoglobin, hæmoglobin A2, hæmoglobin B, og hæmoglobin F) paraloge med hinanden, og selv om hver af disse hæmoglobin-proteiner tjener den samme grundlæggende funktion, nemlig ilttransport, har de allerede adskildt sig en smule fra hinanden i deres funktion: Føtalt hæmoglobin (hæmoglobin F) har f.eks. en højere affinitet for oxygen end hæmoglobinet hos voksne har.

Paraloge gen-par giver altså et meget nyttigt indblik i den måde, som geno­mer kan udvikle sig på.Mennesket har en højere mutationshastighed igennem sin evolution, end man ser hos hesten (ref.10690note2))


Hvor stort er hestens genom?

Hestens genom er på 2,7 milliarder DNA-basepar, og er dermed mindre end menneskets og koens, men større end hundens ­genom.

Hesten har 31 ikke-kønskromosomer (de såkaldte autosomer), samt to kønskromosomer. Til sammenligning har mennesket 22 autosomer og to kønskromosomer.

Hvad er synteny?

I løbet af evolutionsprocessen vil kromosom­afsnit kunne blive flyttet til nye positioner, men hos hesten er næsten halvdelen af kromosom-­områderne bevaret i samme rækkefølge som hos mennesket (dette kaldes på engelsk "synteny").

Hos hesten viser over halvdelen af kromosomerne "synteny" med et menneskekromosom, medens det kun gælder for under en trediedel af hundens kromosomer (ref.10697).


Hvor gammelt DNA fra ikke-permafrostlag har man sekvensbestemt?

Forskere har rapporteret, at de har sekvensbestemt mitokondrie-genomet fra en 300.000 år gammel bjørneknogle af en hulebjørn. Hulebjørn-knoglen stammede ikke fra et område med permafrost, og det er første gang, at en så gammel prøve er blevet sekvensbestemt, selv om den ikke stammede fra permafrostområder, hvor DNA'et nedbrydes langsommere. Det var forskere fra et Max Planck institut i Tyskland, som ved hjælp af en ny metode til at binde mindre DNA-strenge sammen, kunne rekonstruere mikokondrie-genomet ud fra det nedbrudte DNA (ref.10709). Knoglen blev fundet i Spanien. Hulebjørnen uddøde for omtrent 100.000 år siden.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *


CAPTCHA Image