DNA tiết lộ nguồn gốc ngựa nhà hiện đại

Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature vào tháng 10/2021, những con ngựa nhà hiện đại [ngựa thuần hóa] có nguồn gốc từ thảo nguyên xung quanh sông Volga và sông Don (Nga) trước khi lan rộng khắp lục địa Á-Âu, cuối cùng thay thế hầu hết các quần thể ngựa hoang dã trước đó.

“Nghiên cứu này đã giải đáp được một bí ẩn lớn, cũng như làm thay đổi cơ bản hiểu biết của chúng ta về một số cuộc di cư quan trọng nhất của con người trong thời tiền sử”, Alan Outram, nhà cổ sinh vật học tại Đại học Exeter, Vương quốc Anh, nhận định.

Ngựa đã định hình phần lớn sự phát triển của con người thông qua việc cách mạng hóa giao thông vận tải, thông tin liên lạc và phục vụ chiến tranh. Tuy nhiên, nguồn gốc của ngựa nhà từ trước đến nay đã gây ra nhiều cuộc tranh luận, bởi vì không giống như các vật nuôi khác – chẳng hạn như gia súc – chúng ta rất khó phân biệt xương và các phần hóa thạch còn sót lại thuộc về ngựa nhà hay ngựa hoang dã.

“Các nghiên cứu trước đây chủ yếu dựa trên những bằng chứng gián tiếp, ví dụ như các mô hình giết chóc, tổn thương răng, dấu vết của việc tiêu thụ sữa ngựa và nhiều thứ khác”, Ludovic Orlando, tác giả chính của nghiên cứu tại Đại học Paul Sabatier ở Toulouse, Pháp, cho biết.

Trong năm năm qua, Orlando và nhóm của ông đã thu thập các mảnh xương và răng của những con ngựa cổ đại. Họ sưu tập được hơn 2.000 mẫu từ những nơi có thể là xuất phát điểm của ngựa nhà bao gồm Iberia, Anatolia, các thảo nguyên ở phía Tây lục địa Á-Âu và Trung Á.

Các nhà nghiên cứu chỉ cần sử dụng khoảng 270 mẫu vật để khôi phục trình tự bộ gene hoàn chỉnh của từng quần thể ngựa riêng biệt. Họ dùng phương pháp xác định niên đại bằng carbon phóng xạ để ước tính độ tuổi của các mẫu vật, cũng như thu thập thông tin từ thực địa để tìm hiểu môi trường sống của ngựa. Điều này cho phép họ theo dõi các quần thể ngựa khác nhau tại thời điểm trước, trong và sau khi thuần hóa.

“Bởi vì những quần thể ngựa này có sự khác biệt về gene, chúng tôi có thể xác định nơi phát sinh của ngựa nhà hiện đại thông qua những biến đổi di truyền và cách thức chúng lan rộng”, Orlando nói.

Dữ liệu phân tích DNA cho thấy tổ tiên của những con ngựa nhà hiện đại sống ở thảo nguyên phía Tây của lục địa Á–Âu, đặc biệt là vùng Volga–Don từ thiên niên kỷ thứ sáu đến thứ ba trước Công nguyên. Vào năm 2200–2000 trước Công nguyên, những con ngựa này đã di cư đến khu vực Tiểu Á, hạ lưu sông Danube, Bohemia, Trung Á. Sau đó, hậu duệ của chúng lan rộng khắp lục địa Á–Âu và dần thay thế tất cả các quần thể ngựa địa phương khác vào năm 1500–1000 trước Công nguyên.

“Chúng tôi phát hiện khu vực sinh sống của những con ngựa đã mở rộng đáng kể khoảng 4.200 năm trước. Điều này cho thấy con người đã bắt đầu nhân giống và lai tạo ngựa với số lượng lớn để đáp ứng nhu cầu di chuyển bằng ngựa ngày càng tăng”, Orlando nhận định. “Con người có lẽ đã cưỡi trên lưng ngựa trước khi phát minh ra xe ngựa lần đầu tiên vào khoảng năm 2.000–1.800 trước Công nguyên”.

Kết quả của nhóm nghiên cứu cũng thách thức những quan niệm trước đây về vai trò của ngựa trong một số cuộc di cư ban đầu của con người. Các phân tích về bộ gene của người cổ đại cho thấy những cuộc di cư ồ ạt của con người từ thảo nguyên phía Tây của lục địa Á-Âu vào châu Âu trong thiên niên kỷ thứ ba trước Công nguyên, gắn liền với một nền văn hóa gọi là Yamnaya. Nhóm người này đã giúp truyền bá các ngôn ngữ Ấn-Âu vào châu Âu, và thường được cho là có khả năng cưỡi ngựa.

“Nếu người Yamnaya di cư cùng với càng nhiều ngựa thì chúng ta càng hy vọng sẽ nhận thấy một sự thay đổi tương đương trong hồ sơ khảo cổ về tổ tiên của ngựa nhà. Nhưng dữ liệu phân tích cho thấy trong khoảng thời gian này, có rất ít tổ tiên ngựa nhà sống bên ngoài thảo nguyên phía Tây của lục địa Á-Âu. Do đó, chúng ta có thể loại trừ khả năng ngựa đóng một vai trò quan trọng trong cuộc di cư của người Yamnaya và sự truyền bá của ngôn ngữ Ấn-Âu thời kỳ đầu”, Orlando cho biết.

“Điều này làm thay đổi hoàn toàn sự hiểu biết của chúng ta về các cuộc di cư hàng loạt của con người từ thảo nguyên phía Tây của lục địa Á-Âu đến khu vực Tây Âu trong thời đại đồ đồng”, Outram nói.

“Nghiên cứu mới của Orlando và cộng sự đã giải quyết những tranh cãi kéo dài liên quan đến vai trò của ngựa nhà trong sự phát triển và mở rộng của con người trong thời đại đồ đồng”, Eske Willerslev, nhà di truyền học tại Đại học Copenhagen, Đan Mạch, cho biết.

Nhóm của Orlando cũng nghiên cứu các biến thể di truyền trở nên phổ biến ở những con ngựa thuần hóa từ cuối thiên niên kỷ thứ ba trước Công nguyên. Họ phát hiện ngựa sau quá trình thuần hóa sở sử hữu hai gene nổi bật bao gồm GSDMC và ZFPM1. Trong đó, gene ZFPM1 rất cần thiết cho sự phát triển của các tế bào thần kinh liên quan đến việc điều chỉnh tâm trạng và sự hung hăng của ngựa. Tình trạng bất hoạt của gene ZFPM1 gây ra tâm trạng lo lắng và sợ hãi.

Ở người, gene GSDMC có thể xuất hiện các đột biến liên quan đến hiện tượng làm cứng các đĩa đệm cột sống - một tình trạng gây đau lưng mãn tính và đau khi đi bộ.

“Hai biến thể của gene ngựa GSDMC và ZFPM1 đã được con người chọn lọc từ sớm trong quá trình thuần hóa. Chúng giúp những con ngựa tăng sức bền, tăng khả năng phục hồi và chống lại tình trạng căng thẳng, cũng như tạo ra phần lưng mạnh mẽ hơn để chống đỡ sức nặng”, Orlando nói. “Những phẩm chất này có thể giải thích tại sao giống ngựa sau khi thuần hóa lại nhanh chóng phổ biến trên toàn cầu.

Theo Nature