El ADN de 16 antiguos equinos cuestiona la teoría de la domesticación

La edad de oro del caballo

El ADN de 16 antiguos equinos cuestiona la teoría de la domesticación

Hace 2300 años, un cambio en su cría pudo causar sus actuales problemas

Michele Catanzaro - El Periódico 7/5/17

La escasa diversidad genética y las mutaciones peligrosas que sufren los caballos en la actualidad se explicarían con un cambio en la manera de criarlos, que debió ocurrir hace 2.300 años aproximadamente. A este escenario apunta un estudio publicado el pasado abril en la revista Science. El trabajo analiza el ADN de 16 caballos enterrados en sepulturas rituales de la edad del bronce y del hierro en Rusia, Tuvá y Kazajistán.

El estudio ha aplicado a esos restos las técnicas de 'ADN antiguo': sistemas para sacar información de material biológico vetusto al alza en la paleontología. Gracias a ellas, los investigadores han deducido la variedad de colores y la robusta constitución de esos ejemplares. Además, han comprobado que durante miles de años los caballos domesticados gozaron de gran diversidad genética: luego, esta se redujo probablemente por la instauración de técnicas de cría basadas en cruzar los miembros de las familias con rasgos mejores. Esto explicaría ciertos problemas físicos y comportamentales de los caballos actuales.

“Lo que me entusiasma de este trabajo es la mezcla de historia y genética”, afirma Tomàs Marquès-Bonet (izquierda), investigador ICREA (Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats) del Institut de Biologia Evolutiva de Barcelona, cuyo grupo ha participado en el trabajo, dirigido por investigadores daneses.


En efecto, la domesticación del caballo (hace 5.500 años en Kazajistán) tuvo un gran impacto en la historia: revolucionó la guerra y el transporte y fue crucial en la economía, hasta la llegada del coche. El reciente trabajo ha abierto una ventana sobre esa historia, gracias a la costumbre de antiguos pueblos asiáticos de sepultar caballos al lado de los guerreros.

Los investigadores consiguieron muestras de una yegua de hace 4.100 años, enterrada en una sepultura de la cultura Sintashta (Rusia), y de dos sementales de hace 2.700 años y 11 más de hace 2.300, conservados en sendas sepulturas de la civilización escita (en la República de Tuvá y Kazajistán). Este intervalo de tiempo abarca las fases tempranas de la domesticación.

Tumba de caballo excavada en el yacimiento de Boulgouniakh, distrito de Suntarsky, Yakutia- Patrice Gérard

“Recuperar genomas enteros de hace miles de años es un reto tecnológico. Las muestras son huesos enterrados donde hay más bacterias que tejido”, explica Marquès. Por medio de protocolos que permiten aislar el ADN relevante, los científicos secuenciaron el genoma de 14 ejemplares y llevaron a cabo otros análisis sobre dos más.

Los genes revelan que los ejemplares eran de color castaño, bayo, negros, moteado y crema, y tenían fuertes músculos. “No se buscaba tanto la velocidad, sino la resistencia y la variedad”, deduce Marquès. Incluso hay evidencias de que las hembras debían tener grandes ubres, lo que sugiere que se ordeñaban las yeguas.

DIVERSIDAD

Sin embargo, lo más sorprendente fue la gran diversidad genética en la muestra, mayor a la de la especie actual. Esta homogeneidad conlleva la abundancia de mutaciones dañinas, por cruzar siempre los ejemplares de las “mejores familias”: es el llamado “coste de la domesticación”. “¡Cuándo se empezó a domesticar los caballos ese coste no existía!”, afirma Marquès. Los animales analizados son domesticados y seleccionados, pero la variabilidad genética es alta.

Sin embargo, muestras de caballos de épocas inmediatamente sucesivas ya presentan esa escasa diversidad. Por lo tanto, alrededor de hace 2.300 años debió ocurrir un cambio, posiblemente en la cría. Los antiguos debían mezclar ejemplares de poblaciones distintas. Hoy, el mismo semental se utiliza para cientos de cruces.

“El resultado cuadra con lo que ha ocurrido en otras especies cuando los humanos empezaron a aplicar una selección racial estricta”, comenta Jaume Fatjó, profesor de veterinaria de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), no implicado en el trabajo. No obstante, Fatjó llama a la cautela. “Los estudios genéticos han tenido muchas idas y venidas en cuanto a datación de la domesticación”, explica. Marquès asegura que actualmente está trabajando en un análisis con más ejemplares de distintos sitios del mundo, para confirmar el cuadro.

Heródoto tenía razón

CABALLOS DONADOS

Solo dos animales analizados estaban emparentados. Según Heródoto, los caballos sacrificados por los escitas eran donaciones de las tribus aliadas.

ESPECIE ÁRTICA EXTINGUIDA

En los caballos antiguos había ADN de una especie ártica extinguida que ha desaparecido en las especies actuales.

TEORÍA DE LA CRESTA NEURAL

El trabajo apoya la teoría de la cresta neural, según la cual la mayoría de los genes afectados por la selección artificial se encuentran en este tejido, que se forma en una fase del desarrollo embrionario y genera células que se distribuyen en el organismo e influyen en rasgos como el comportamiento amistoso y orejas flexibles.

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Comentario por José Luis Santos Fernández el mayo 9, 2017 a las 9:01pm

Los escitas ya practicaban la mejora genética de caballos hace 2.30...

Un nuevo estudio publicado hoy en Science revela los secretos de la cría de caballos por los nómadas escitas de la Edad del Hierro.  Los genomas reconstruidos de restos arqueológicos de catorce caballos aportan nuevos conocimientos sobre el proceso de domesticación animal.

Los pastores escitas nómadas recorrían las estepas de Asia Central durante la Edad del Hierro entre el siglo IX y el siglo I antes de nuestra era. Estos ganaderos, que vivían en carros cubiertos por tiendas de campaña, dejaron su huella en la historia de la guerra por sus excepcionales habilidades ecuestres. Un nuevo estudio publicado hoy en Science revela el conjunto de rasgos que estos criadores seleccionaban para diseñar el caballo que mejor se adaptaba a sus propósitos. Este estudio ha sido dirigido por el profesor Ludovic Orlando, en Copenhague, y ha contado con la participación de Tomàs Marquès-Bonet, miembro del Instituto de Evología Evolutiva (IBE), centro mixto de la Universidad Pompeu Fabra y el CSIC, y del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG). 

Los investigadores aprovecharon los restos de caballos excepcionalmente conservados en tumbas reales de los escitas, como las de Arzhan en la República de Tuva, donde se han hallado más de 200 caballos; pero también en Berel, en Kazajstán, donde varios caballos fueron preservados en permafrost. Gracias a los últimos métodos de análisis del ADN antiguo, los investigadores pudieron secuenciar el genoma de trece de estos sementales de hace 2.300-2.700 años.

Los resultados han revelado una gran diversidad de patrones de coloración de la capa de los caballos escitas, como por ejemplo el castaño, negro, alazán, crema y el caso de animales manchados. Por otro lado, estos caballos no eran portadores de la mutación responsable del trote alterno y, como consecuencia, no eran caminantes naturales. Sin embargo, algunos individuos tenían variantes asociadas con los sprint de corta distancia de los caballos de carreras actuales. Esto indica que los escitas valoraban a los animales que demostraban resistencia y velocidad.

"Con la excepción de dos caballos, ninguno de los animales estaban emparentados. Ello se ajusta a la representación de Heródoto de los rituales funerarios de los escitas, en los que los caballos sacrificados eran donaciones de las tribus aliadas que se extendían por las estepas", dice el Dr. Pablo Librado, investigador en el Centro de GeoGenética en Dinamarca y colíder del estudio.

En este sentido, ninguno de los caballos analizados era endogámico, lo que sugiere que los escitas lograron mantener las estructuras de las manadas naturales en vez de hacer una selección a través de un número limitado de individuos. Esto contrasta con la práctica moderna, donde cada semental se utiliza para cientos de cruces. Los patrones de variación genética también han revelado un total de 121 genes que fueron seleccionados, la mayoría involucrados en el desarrollo de las extremidades anteriores. “Los resultados genéticos concuerdan con las mediciones de los huesos, e indican que los criadores de Escitia seleccionaron los caballos que mostraban morfologías más robustas”, afirma Marquès-Bonet.

Caballos de Kazakh Kazajstan Central Norte (imagen: Ludovic Orlando).

Caballos de Kazakh Kazajstan Central Norte (imagen: Ludovic Orlando).

ESCITAS Y CABALLOS: UNA RELACIÓN EXCEPCIONAL

"Nos proponíamos ir más allá del mito de que los escitas eran guerreros agresivos y bebían sangre de sus enemigos en tazas hechas con cráneos. Queríamos revelar las muchas facetas de la relación excepcional que estos individuos desarrollaron con sus caballos", dice Ludovic Orlando, también miembro del Centro de GeoGenética.

Asimismo, los datos genómicos generados en el estudio dan lecciones importantes para la cría de caballos, que empezó hace unos 5.500 años, y la domesticación de animales en su conjunto. Al comparar los patrones de variación genética entre los caballos antiguos y los actuales, los autores han encontrado evidencias de un colapso demográfico significativo durante los últimos 2.300 años, lo que ha comportado una importante reducción de la diversidad genética. Durante el mismo período, la ganadería ha usado un número cada vez más reducido de sementales, hasta el punto de que, en la actualidad, casi todos los caballos llevan prácticamente el mismo haplotipo de cromosoma Y.

Por desgracia, la pérdida de la diversidad ha ido acompañada de una acumulación de mutaciones deletéreas. Como que estas mutaciones reducen la aptitud de sus portadores, el resultado ha sido que la propia gestión de los caballos de los últimos dos milenios ha impactado negativamente en la especie. Sin embargo, las etapas tempranas de domesticación, como se ha comprobado en los genomas de Escitia, no tuvieron tal impacto. Es probable que el colapso demográfico haya reducido la eficacia de la selección negativa para purgar las mutaciones deletéreas, que se han ido acumulando.

Finalmente, los investigadores también han descubierto que las regiones genómicas que muestran marcas de selección más fuertes están involucradas en el desarrollo de la cresta neural o se expresan dentro de los tejidos derivados de la propia cresta neural.

"La hipótesis de la cresta neural propone un modelo unificado para el origen de rasgos comunes encontrados en la mayoría de los animales domésticos. Como que la cresta neural representa un grupo temporal de células durante un momento del desarrollo y que da lugar a muchos tejidos y linajes celulares, la selección de variantes genéticas que afectan a la cresta neural puede coseleccionar de una sola vez muchos rasgos. La sobrerrepresentación detectada en nuestro estudio justifica el hecho de que la cresta neural fue clave para la domesticación animal y para el aumento de los rasgos domésticos comunes en especies independientes", concluye el profesor ICREA Tomàs Marquès-Bonet. Los investigadores Inna Povolotskaya, Aitor Serres y Lukas Kuderna, del IBE (CSIC-UPF), también han participado en el estudio.

Artículo de referencia:

Librado et al. 2017. Ancient Genomic Changes Associated with Domestication of the Horse. Science

Noticia via: Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF)

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