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DNA de cavalos antigos revela fluxo gênico entre cavalos da Eurásia e da América do Norte

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Um novo estudo de DNA antigo de fósseis de cavalos encontrados na América do Norte e na Eurásia mostra que as populações de cavalos nos dois continentes permaneceram conectadas através da Ponte da Terra de Bering, movendo-se para frente e para trás e cruzando várias vezes ao longo de centenas de milhares de anos.

As novas descobertas demonstram a continuidade genética entre cavalos que morreram na América do Norte no final da última era do gelo e cavalos que foram domesticados na Eurásia e depois reintroduzidos na América do Norte pelos europeus. O estudo foi aceito para publicação na revista. Ecologia molecular e atualmente está disponível online.

“Os resultados deste artigo mostram que o DNA fluiu facilmente entre a Ásia e a América do Norte durante as eras glaciais, mantendo a conectividade física e evolutiva entre as populações de cavalos no hemisfério norte”, disse a autora correspondente Beth Shapiro, professora de ecologia e biologia evolutiva da UC Santa Cruz e um investigador do Howard Hughes Medical Institute.

O estudo destaca a importância da Bering Land Bridge como um corredor ecológico para o movimento de grandes animais entre os continentes durante o Pleistoceno, quando enormes camadas de gelo se formaram durante os períodos glaciais. Os níveis do mar drasticamente mais baixos revelaram uma vasta área de terra conhecida como Beringia, que se estende do rio Lena, na Rússia, ao rio MacKenzie, no Canadá, com extensos campos que abrigam populações de cavalos, mamutes, bisões e outra fauna do Pleistoceno. .

Os paleontólogos sabem há muito tempo que os cavalos evoluíram e se diversificaram na América do Norte. Un linaje de caballos, conocido como los caballos caballinos (que incluye caballos domésticos) se dispersó en Eurasia sobre el puente de tierra de Bering hace aproximadamente 1 millón de años, y la población de Eurasia comenzó a divergir genéticamente de los caballos que permanecieron en América do Norte.

O novo estudo mostra que após a divisão, houve pelo menos dois períodos em que os cavalos se moveram para frente e para trás entre os continentes e cruzaram, de modo que os genomas dos cavalos norte-americanos adquiriram segmentos do DNA da Eurásia e vice-versa.

“Este é o primeiro olhar abrangente sobre a genética de antigas populações de cavalos em ambos os continentes”, disse a primeira autora Alisa Vershinina, pesquisadora de pós-doutorado que trabalha no Laboratório de Paleogenômica Shapiro na UC Santa Cruz. “Com dados de genomas nucleares e mitocondriais, pudemos ver que os cavalos não apenas se dispersaram entre os continentes, mas também se cruzaram e trocaram genes.”

O DNA mitocondrial, herdado apenas da mãe, é útil para estudar as relações evolutivas porque acumula mutações a uma taxa constante. Também é mais fácil se recuperar de fósseis porque é um genoma pequeno e há muitas cópias em cada célula. No entanto, o genoma nuclear que os cromossomos carregam é uma fonte muito mais rica de informações evolutivas.

Os pesquisadores sequenciaram 78 novos genomas mitocondriais de cavalos antigos encontrados na Eurásia e na América do Norte. Combinando aqueles com 112 genomas mitocondriais publicados anteriormente, os pesquisadores reconstruíram uma árvore filogenética, um diagrama ramificado que mostra como todas as amostras estão relacionadas. Com uma localização e data aproximada para cada genoma, eles foram capazes de rastrear os movimentos de diferentes linhagens de cavalos antigos.

“Encontramos linhagens de cavalos eurasianos aqui na América do Norte e vice-versa, sugerindo movimentos populacionais entre continentes. Com genomas mitocondriais datados, podemos ver quando essa mudança de localização ocorreu”, explicou Vershinina.

A análise mostrou dois períodos de dispersão entre os continentes, ambos coincidindo com períodos em que a Ponte Terrestre de Bering estaria aberta. No Pleistoceno Médio, logo após a divergência das duas linhagens, o movimento era principalmente de leste para oeste. Um segundo período no final do Pleistoceno viu movimento em ambas as direções, mas principalmente de oeste para leste. Devido à amostragem limitada em alguns períodos, os dados podem não capturar outros eventos de dispersão, disseram os pesquisadores.

A equipe também sequenciou dois novos genomas nucleares de fósseis de cavalos bem preservados recuperados do Território de Yukon, Canadá. Estes foram combinados com 7 genomas nucleares publicados anteriormente, permitindo aos pesquisadores quantificar a quantidade de fluxo gênico entre as populações da Eurásia e da América do Norte.

“A visão comum no passado era que os cavalos se diferenciavam em espécies separadas assim que chegavam à Ásia, mas esses resultados mostram que havia continuidade entre as populações”, disse o coautor Ross MacPhee, paleontólogo do Museu Americano de Natural História. “Eles conseguiram cruzar livremente e vemos os resultados disso em genomas fósseis em ambos os lados da divisão.”

As novas descobertas certamente irão alimentar a controvérsia em curso sobre o manejo de cavalos selvagens nos Estados Unidos, descendentes de cavalos domésticos trazidos pelos europeus. Muitas pessoas consideram esses cavalos selvagens uma espécie invasora, enquanto outros os consideram parte da fauna nativa da América do Norte.

“Os cavalos persistiram na América do Norte por muito tempo e ocuparam um nicho ecológico aqui”, disse Vershinina. “Eles foram extintos há cerca de 11.000 anos, mas isso não é muito em termos evolutivos. Os cavalos selvagens norte-americanos de hoje podem ser considerados reintroduzidos, em vez de invasores.”

O co-autor Grant Zazula, paleontólogo do governo de Yukon, disse que as novas descobertas ajudam a reformular a questão de por que os cavalos desapareceram da América do Norte. “Foi uma perda regional de população, e não uma extinção”, disse ele. “Ainda não sabemos por quê, mas isso nos diz que as condições na América do Norte eram dramaticamente diferentes no final da última era glacial. Se os cavalos não tivessem cruzado para a Ásia, nós os teríamos perdido em todo o mundo. “

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Traduzido de Science Daily

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