Dovezile arheologice indică faptul că domesticirea cailor a avut loc cu aproximativ 6.000 de ani în urmă în ținuturile de stepă de la nord de Marea Neagră, din Ucraina până în Kazahstan. În ciuda studiului intensiv pe o perioadă lungă de timp, rămân multe întrebări cu privire la dezvoltarea timpurie a speciei pe măsură ce a suferit domesticirea. O întrebare crucială presupune dacă domesticirea a fost limitată la o singură locație sau a avut loc în mai multe zone. Legat de această întrebare privind originile este dacă caii domesticiți s-au răspândit în toată Eurasia sau dacă practica domesticirii cailor s-a răspândit în noi zone, crescătorii locali capturându-și proprii cai sălbatici și introducându-i în fondul genetic al calului domestic. Tehnicile genetice moderne au fost folosite pentru a răspunde la aceste întrebări, dar diferite regiuni ale genomului calului (adică secvența completă de acid nucleic a codului genetic al calului) au dat răspunsuri diferite.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Rezultatele studiilor ADN-ului mitocondrial (ADNmt), care se moștenește doar de la mamă, au arătat o mare diversitate între indivizi și au susținut puternic ideea că la apariția calului domestic au contribuit cai sălbatici din multe zone geografice diferite. Datele privind ADNmt au indicat în mod clar că au existat mai multe locuri de domesticire, cu un număr mare de iepe în primele populații, și că aportul genetic de la caii sălbatici locali a fost introdus în fondul genetic domestic pe măsură ce caii domestici s-au răspândit. Datele mtADN au arătat, de asemenea, că calul modern este un amestec de linii vechi, toate putând fi urmărite până la o „iapă ancestrală”, care a trăit în urmă cu 130.000-160.000 de ani; astfel, nu există o semnătură mtADN clară pentru rasele moderne de cai.
În schimb, studiile au arătat că calul domestic este dominat de o singură linie de cromozomi Y, moștenită paternal, în care nu există aproape nicio variație. O excepție a fost un studiu asupra cailor din sud-vestul Chinei, care a constatat că unele populații de cai masculi din sudul Chinei posedau o variantă a cromozomului Y care nu era prezentă la nicio altă rasă care fusese testată. Această variantă poate reprezenta un neam patern diferit care a supraviețuit în regiune sau poate reprezenta o mutație recentă. Lipsa de variație pe cromozomul Y pare să indice o origine foarte restrânsă a calului domestic. Cu toate acestea, diferențele de variație între liniile materne și paterne pot reflecta diferențele în modul în care crescătorii au tratat iepele și armăsarii. Este posibil ca, de-a lungul istoriei, mult mai multe iepe să fi contribuit la fondarea calului domestic decât armăsari, deoarece armăsarii pot fi dificil de manipulat. În plus, cea mai mare parte a selecției este îndreptată către masculi, deoarece la nivel de individ pot produce un număr atât de mare de urmași în comparație cu femelele. (Cu alte cuvinte, este probabil ca un număr mic de armăsari relativ cooperanți să fi fost folosiți pentru a fecunda un număr mare de iepe.)
Studiile care au examinat alte regiuni ale ADN-ului au dezvăluit o diversitate genetică ridicată la cai, ceea ce este în concordanță cu rezultatele ADNmt. Cercetările efectuate la începutul secolului al XXI-lea au indicat faptul că se pare că a existat un eveniment independent de domesticire în Peninsula Iberică (regiunea care cuprinde Spania și Portugalia), care a servit drept refugiu pentru multe specii, inclusiv pentru cai, în timpul glaciațiunilor pleistocenă și holocenă. În plus, dovezile indică faptul că oamenii au răspândit caii domestici din vestul Eurasiei și că populațiile domestice au fost suplimentate cu indivizi sălbatici, ceea ce a crescut diversitatea genetică a cailor domestici. Pe baza analizelor genetice moderne, răspunsurile la întrebările legate de domesticirea calului sunt că calul are un strămoș divers, că a existat mai mult de un eveniment de domesticire și că caii domestici s-au încrucișat pe scară largă de-a lungul istoriei domesticirii lor.
E. Gus Cothran Editorii Encyclopaedia Britannica