Genomy współczesnych psów i wilków

Genomy współczesnych psów i wilków dostarczają nowego wglądu w proces udomowienia

The University of Chicago Medicine

16 stycznia 2014
Tłumaczenie: Andrzej Kłosiński, COAPE Polska

Według badań nad genomem współczesnych psów i wilków, psy i wilki wyewoluowały od wspólnego przodka między 9 a 34 tysiącami lat temu, zanim ludzie przeszli na rolniczy tryb życia na obszarach będących centrami udomowienia.

Badania opublikowane w PLoS Genetics 16 stycznia 2014 pokazują także, że psy są bardziej spokrewnione ze sobą nawzajem niż wilki, niezależnie od pochodzenia geograficznego. Sugeruje to, że część wspólnych genów współczesnych psów i wilków jest rezultatem krzyżowania się tych zwierząt już po udomowieniu psów i nie wynika bezpośrednio z liniowego dziedziczenia po jakiejś grupie wilków.

Zatem najwcześniejsze psy mogły żyć wśród ludzi kiedy funkcjonowali oni jako łowiecko- zbierackie społeczności.

„Udomowienie psów było bardziej skomplikowane niż do tej pory sądziliśmy”, mówi John Novembre, profesor na Wydziale Genetyki Człowieka University of Chicago i nadzorujący badania. „Obecne badania nie dostarczyły jasnych dowodów na korzyść modelu wielomiejscowego lub na korzyść jednego miejsca pochodzenia psów od jednego żyjącego wilka, którego badaliśmy. To czyni obszar badania udomowienia psów bardzo interesującym dla przyszłych badaczy.”

Do dziś zespół badaczy opracował najwyższej jakości sekwencje genomów trzech wilków szarych: po jednym z Chin, Chorwacji i Izraela, obszarów uchodzących za miejsca udomowienia psów. Opracowano także genomy dwóch ras psów: basenji, rasy, która pochodzi z centralnej Afryki i dingo z Australii - obydwa obszary są historycznie izolowane od współczesnych populacji wilków. Dodatkowo stworzono genom złotego szakala, który służył jako ‚grupa zewnętrzna’ (porównawcza) reprezentująca wcześniejszą dywergencję.

Analiza genomów basenji i dingo, a także wcześniej opublikowanego w Europie genomu boksera wykazała, że rasy psów są blisko ze sobą spokrewnione, jednak trzy wilki z różnych obszarów geograficznych były ze sobą znacznie bardziej spokrewnione niż z którąś z badanych ras psów.

Prof. Nevembre stwierdził, że wyniki badań wskazują na coś innego niż pierwotnie przypuszczali badacze. Zamiast oczekiwanego bliskiego powiązania wszystkich psów z jedną z linii wilków, albo powiązania każdej z rasy z najbliższym geograficznie odpowiednikiem (np. basenji i wilk izraelski lub dingo i wilk chiński), wyniki sugerują, że obydwa gatunki pochodzą od wspólnego, podobnego do wilka, przodka.
„Możliwe, że istniała jeszcze jedna linia genetyczna wilków, z której wyodrębniły się psy, która następnie wyginęła” mówi prof. Novembre. „Jeśli więc zapytamy, który z wilków jest najbliżej spokrewniony z psami, to odpowiedź brzmi: żaden z trzech badanych, ponieważ są to wilki, które wyodrębniły się w stosunkowo niedawnej przeszłości. Istnieje coś starszego, czego nie reprezentują dobrze dzisiejsze wilki.”
Wyjaśnienie przepływu genów między psami i wilkami po udomowieniu było zasadniczym krokiem w przeprowadzonej analizie. Według Adama Freedmana z Univ. of California, Los Angeles (UCLA), pierwszego autora badań, przepływ genów przez gatunki psowatych wydaje się bardziej wszechobecny niż do tej pory sądzono.

„Jeśli nie rozważymy poważnie takich wymian, te domieszki genów utrudnią zrozumienie wspólnego rodowodu.” powiedział Freedman. „Znaleźliśmy także dowody na wymianę genów między wilkami i szakalami. Wyłaniający się z tych analiz obraz jest taki, że te wymiany mogły odegrać ważną rolę w kształtowaniu dywersyfikacji gatunków psowatych.”

Domestykacja najwidoczniej wystąpiła wraz ze znaczącymi efektami wąskiego gardła w historycznej populacji zarówno wczesnych psów jak i wilków. Freedman i jego zespół potrafili wnioskować o rozmiarach historycznych populacji psów i wilków dzięki analizie wariacji szerokości wzorów genomów i wykazali, że psy przeszły 16-krotną redukcję rozmiarów ich populacji kiedy wyodrębniły się od wilków. Także wilki doświadczyły ostrej redukcji ich populacji, krótko po tym, jak oddzieliły się od psów, co implikuje, że różnorodność (zróżnicowanie) między przodkami obydwu gatunków było większe niż to, które znajdujemy u współczesnych wilków.

Badacze znaleźli także różnice między rasami psów a wilkami w ilości genów amylazy (AMY2B), które pomagają trawić skrobię. Ostanie badania sugerują, że gen ten był decydujący dla udomowienia, bo pozwalał wczesnym psom żyjącym blisko ludzi na adaptację do rolniczej diety. Jednakże zespół badawczy analizujący genetyczne dane 12 innych ras psów odkrył, że podczas gdy większość ras psów posiada dużą ilość genów amylazy, rasy nie związane ze społecznościami rolniczymi, takie jak syberyjskie husky, takiej ilości genów nie posiadają. Znaleźli także dowody na istnienie rodziny tych genów u wilków, co znaczy, że nie rozwinęły się one wyłącznie u psów po tym jak obydwa gatunki rozdzieliły się oraz że mogły się one rozpowszechnić później, po udomowieniu.

Podsumowując badania profesor Novembre stwierdził, że sugerują one bardziej złożony proces wczesnego udomowienia. „Staramy się uchwycić możliwie wszystkie wątki dowodowe by zrekonstruować historię wielkości populacji, relacje między populacjami oraz przepływ genów jaki miał miejsce. Mamy obecnie znacznie bardziej szczegółowy obraz niż wcześniej i jest to obraz nieco zaskakujący.”

Robert Wayne, professor in the Department of Ecology and Evolutionary Biology at UCLA, was co-senior author on this study. The National Science Foundation and Life Technologies provided funding and reagents. Additional authors include Rena Schweizer, Diego Ortega-Del Vecchyo, Eunjung Han, Farhad Hormozdiari, Kevin Squire and Stanley Nelson from UCLA; Ilan Gronau, Adam Boyko and Adam Siepel from Cornell Univesity; Pedro Silva from University of Porto, Portugal; Marco Galaverni from Ozzano dell'Emilia, Italy; Zhenxin Fan from Sichuan University, China; Peter Marx from Budapest University, Hungary; Belen Lorente-Galdos, Oscar Ramirez and Tomas Marques-Bonet from the Institute of Evolutionary Biology (CSIC - Universitat Pompeu Fabra), Spain; Holly Beale, Heidi Parker and Elaine Ostrander from the National Institutes of Health; Can Alkan from Bilkent University, Turkey; Carles Vila from Estacion Biologia de Doñana, Spain; Eli Geffen from Tel Aviv University, Israel; Josip Kusak from the University of Zagreb, Croatia; Clarence Lee, Vasisht Tadigotla and Timothy Harkins from Life Technologies; and Carlos Bustamante from Stanford University.

The University of Chicago Medicine
Communications
950 E. 61st Street, Third Floor
Chicago, IL 60637
Phone (773) 702-0025 Fax (773) 702-3171

Źródło: kliknj link