Как, за бога, получихме дребните породи кучета от вълците
Като гледаме френския булдог или невротичния померан, може да е мъчно да разберем по какъв начин тези кучета с размер на халба биха могли да произлязат от вълците, които през днешния ден нормално надвишават 45 кг и, въпреки и на групи, могат да убият бизон.
Като се има поради голямата разлика в размерите сред един вълк и най-малките породи кучета, елементарно е да се допусна, че генетичните промени, които довеждат до скромните размери на чихуахуато и сходните им, се появяват едвам когато хората стартират да ги опитомяват, преди към 15 000 години.
Изследване, оповестени в Current Biology, обаче демонстрират, че генетичният материал за днешните дребни породи кучета в действителност се крие в ДНК още на антични вълци, живели преди повече от 50 000 години, доста преди да стартира опитомяването…
Още през 2007 година Илейн Острандър, генетик в Националния институт за проучване на човешкия геном и старши създател на въпросното проучване, дружно с нейните сътрудници откриват, че един единствен ген е значително виновен за разликите в размера сред породите кучета. Въпросният ген кодира протеин, наименуван инсулиноподобен растежен фактор-1 (IGF-1).
Като цяло, генът, който кодира протеина IGF-1, управлява към 15% от вариацията на размера измежду кучетата, до момента в който 19 други гена съставляват останалите. За разлика от тях, има към 10 000 ДНК маркера при хората, които всички играят роля при определянето на това какъв брой висок става човек, като най-влиятелният индивидуален ген съставлява по-малко от 0,5%.
Но до момента откривателите в никакъв случай не са могли да локализират разновидността или смяната в ДНК последователността на гена в IGF-1 генната област, която води до по-малко протеин, който да подтиква растежа при по-малки кучета. Повече от десетилетие по-късно и благодарение на актуален геномен разбор, лекар Джоселин Пласаис от лабораторията на Острандър употребява първия локдаун през лятото на 2020 година, с цел да хвърли нов взор върху IGF-1 генната област при кучета с неортодоксален метод: тя стартира да чете част от генетичния код наопаки.
Това генетично търсене визира съответен ген, който се транскрибира в по този начин наречената дълга некодираща РНК, която е наречена по този начин, тъй като не кодира никакви протеини. Екипът открива, че има две версии или разновидността на гена, който кодира тази верига от РНК, които участват при домашните кучета, като един от тях наподобява пречи на производството на регулиращия растежа протеин IGF-1. Тъй като кучетата получават по един набор от 39 хромозома от всеки родител, те могат да получат две копия на един и същи вид или по едно от всеки.
Сред домашните кучета, 75% от тези под към 10 кг имат две копия на разновидността на гена IGF-1, който откривателите назовават алел C, а 75% от кучета с тегло над към 20 кг имат две копия на алела T. Тези корелации са толкоз мощни, че Острандър и нейните съавтори изоставят формалната терминология и стартират просто да назовават вариантите дребния и огромния алел.
При семейство Canidae (Кучеви): вълците нормално имат две копия на огромния алел с дребни изключения, до момента в който типовете не-вълци, като лисици, чакали и хиеновите кучета, имат по две копия на дребния алел. Койотите също попадат в тази група не-вълци, само че демонстрират повече вариации, защото в някои елементи на света, изключително в източните Съединени щати, от време на време се кръстосват с вълци. Тези койвълци, както ги назовават разговорно, са по-големи и постоянно имат най-малко едно копие на огромния вид на гена IGF-1.
И най-после, с цел да се опита да разбере по кое време и къде са се появили тези разновидности, екипът проучва най-старите геноми, до които са могли да се доберат – ДНК на античен вълк, който е бил непокътнат в продължение на 52 500 години в сибирската безконечна заледеност. Геномът на това животно не съдържа две копия на огромния вид, вместо това има по едно копие от дребния и огромния.
„ При античните кучеви упованието е, че ще имат две копия на огромния алел “, споделя Острандър. „ Но се оказва, че и дребният алел е в популацията, единствено че с ниска периодичност. Почти все едно природата го държи като авариен вид за всеки случай. ”
Острандър и Пласаис споделят, че това допуска, че дребният алел е участвал преди минимум 54 000 години и може даже да предшества огромния алел. Изследователите пресмятат, че 52 500-годишният вълк с едно копие на дребния вид е тежал към 20 кг. Дори в случай че, по-назад в еволюционното време доминират вълците с две копия на дребния алел, те няма да са с размерите на пудели, заради това, че въпреки всичко 85% от вариациите в размера на тялото на кучетата, са породени от гени, разнообразни от IGF-1.
„ Този ген е съществувал по времето, когато хората са почнали да опитомяват кучетата, тъй че са могли да ги кръстосват поради него “, споделя Острандър. „ Това им разрешава доста бързо да манипулират размера на тялото на животното, с цел да получат огромни кучета за защита, по-малки кучета за помощ на овчарите и още по-малки кучета за ловене на плъхове. “
Еволюционният биолог от Оксфордския университет Грегър Ларсън оказва помощ на екипа с античните кучешки геноми и в светлината на тези резултати споделя, че евентуално е по-точно да се мисли за огромния вид на IGF-1 гена като разновидност, а за дребния вид като за оригинала. Големият вид, споделя Ларсън, може да е оказал помощ на античните вълци да усилят размера на тялото си, с цел да се приспособяват към по-студен климат, до момента в който се реалокират в по-северни места.
„ Екипът освен наблюдава тези два алела IGF-1, които са супер авторитетни, когато става въпрос за размера, той разбра и, че истинският вид е дребният алел, както и че предшества опитомяването “, споделя Елинор Карлсон, генетик в Broad Institute, който не е взел участие в проучването. „ Ние считаме, че дребните кучета са странни, само че анализът демонстрира, че огромната версията на този ген в действителност е по-новата и по-странната. “
Сравнително простата генетична архитектура на кучетата може един ден също да ни помогне да разберем по-добре по какъв начин работят гените в нашия личен тип. Острандър споделя, че задачата на нейната лаборатория в този момент е да се опита да разбере биологичния механизъм, посредством който това обърнато наопаки парче дълга некодираща РНК контролира IGF-1 и надлежно размера на тялото.
