科学家已经对迄今为止最古老的基因组进行了测序——在这个过程中，打乱了马的谱系。从距今78万年和56万年的马化石中提取的古DNA显示，所有现存的马科动物，包括马、驴子和斑马，拥有一个共同的祖先——它生活在至少400万年前，这一结果比大部分先前的估计早了约200万年。这一发现，为研究马的进化提供了新视角，并且为探索和复原更古老的DNA提供了新的可能。
并未参与该研究的澳大利亚格里菲斯大学进化生物学家David Lambert说：“毫无疑问，这是有里程碑意义的研究。”
2003年，丹麦哥本哈根大学进化生物学家Eske Willerslev加入了一支由地质学家组成的队伍，在加拿大的育空地区进行了一次探险。该研究团队探索了一处被冰和火山灰覆盖的地点。Willerslev发现了冻土中突出的骨头，并决定研究它。
这块化石是马股骨的一部分，因为年代过于久远无法使用放射性碳定年法测定年代，但Willerslev估计，基于其在永久冻土中的位置，预计它距今约78万年至56万年。之后，他和国际研究小组的同事开始仔细研究这个化石，试图从化石中的胶原质和其他材料中发现远古马的DNA。
可结果事与愿违，未能成功从距今13万年以上的化石中提取和测序DNA，虽然理论上估计DNA生存的最长期限约为100万年。然而，对样本的初步分析暗示，它可能包含一些残存的胶原质和血液。
2010年，经过旷日持久的详细研究，Willerslev对一个古老人类DNA进行了测序。研究人员也得以重建马科动物的基因序列。相比之下，他们还测序了一匹更新世晚期的马（约生活在4.3万年前）、一头同时期的驴、5匹不同家养的马，以及一匹普氏野马——被认为是世界上仅剩的野马。#p#分页标题#e#
从遗传学角度而言，其他所谓的野马，诸如美国西部的野马，仅仅是野生的已驯化马。普氏野马被认为存在遗传学上的独特性，但是一些专家表示了他们的怀疑——普氏野马作为被驯养的马的“亲戚”，是否携带了一些已驯化马的基因。
通过比较所有样本间的突变现象，该团队认为，该化石来自于生活在70万年前的一匹公马，可能和Equuslineage谱系的其他成员（生活在450万至400万年前的所有的驴、马、斑马）拥有共同的祖先。这一发现有助于解决一个长期存在的关于马属起源问题的争论。
关于马的进化时间表，专家一直没有达成一致意见。科学家假定，马科动物最后的共同祖先生活在600万至200万年前。除了时间以外，6月26日发表在《自然》杂志上的数据解开了另一个谜题：普氏野马与驯养的马之间并未出现基因融合，从而证实了这一蒙古草原上的濒临灭绝的物种的确和被驯养的马有本质上的区别。
至于这匹远古马的样子，Willerslev说：“它很大，但是不像现在的马那样肌肉紧实。它是一个大个子，和阿拉伯马相似。”
