Ülke köpeğinin DNA'sı, evcilleştirmenin neden olduğu genetik çeşitliliği ortaya koyuyor
Bildiri başlığı: Köy köpeği ve kurt genomlarının karşılaştırılması, köpeklerin evcilleştirilmesinde sinir tepesinin rolünü vurgulamaktadır.
Yazar: Amanda L. Pendleton ve diğerleri
Dijital tanımlama kodu: 10.1186 / s12915-018-0535-2
On binlerce yıl önce, kurtlar evcilleştirilerek köpeklere dönüştürüldü, ancak genetik düzeyde köpekler ve kurtlar arasındaki fark net değil.
Amanda Pendleton ve Jeffrey Kidd, BMC Biyoloji Yeni bir çalışmanın yazarları, bu soruyu cevaplamak için yeni genomik teknolojiyi ve köy köpeklerini nasıl kullandıklarını açıkladılar.
Binlerce yıldır, köpekler insanların en iyi arkadaşları olmuştur ve insanlar ve köpekler arasındaki ilişki, tarımın kurulmasından bile öncesine dayanmaktadır. Köpekler de dahil olmak üzere evcilleştirilmiş hayvanlar, vahşi atalarından farklı bir dizi özelliğe sahiptir.
Kürk rengi ve dokusu, kulak şekli, kuyruk uzunluğu ve eğriliği, göz rengi ve yüz yapısı değişiklikleri köpekleri kurtlardan ayıran özelliklerden bazılarıdır. Ancak, en önemli şey davranıştaki farklılıktır. Binlerce yıl önce, kurtlar köpek olarak evcilleştirildi ve zamanla, evcilleştirilmiş hayvanlar, vahşi hayvanlardan evcil köpeklere kadar insanlarla giderek daha arkadaş canlısı hale geldi.
Modern genomik teknolojisinin ortaya çıkmasıyla, kurtları köpeğe dönüştüren kesin genetik değişiklikleri bulmak için birçok yöntem kullanıldı.
Gri kurtların görünümü modern köpeklerinkinden çok farklı
Taşra köpekleri, köpeklerin evrimini anlamamıza yardımcı olan önemli genetik kaynaklardır
Yakın zamanda, eski zamanlarda insanlarda yaşayan köpeklerin DNA'larını, köpek evcilleştirmenin zamanıyla ilgili bilinmeyen soruları yanıtlamak için kullanan bir çalışmaya katıldık. Antik DNA teknolojisi, araştırmacıların geçmişte var olan genetik varyasyonları doğrudan görmelerini sağlayan bir genetik zaman makinesi olarak kullanılabilir.
Neolitik Çağ'da üç Avrupalı köpeğin (beş ila yedi bin yıl önce yaşamış) genetik yapısını değerlendirirken şaşırtıcı bir keşif yaptık: Genetik bu üç örneğin hala köpek olduğunu göstermesine rağmen, genomları birçok vahşi kurt taşıdı. Gen dizileri, bu dizilerin evcilleştirme ile ilgili olduğuna inanılıyor.
Bu bulmacayı açıklamak için yayınlıyoruz BMC Biyoloji Yeni makalesinde, köydeki köpekler araştırma nesneleri olarak seçildi ve gezegendeki köpeklerin büyük çoğunluğunu temsil ediyorlar. Bu köpekler yarı vahşi, sokaklarda ve şehirlerde dolaşıyorlar, hayatta kalmak için çoğunlukla insan çöplerine güveniyorlar, ancak en önemlisi evcilleştiriliyorlar.
Aslında, bu köpekler, bugün en sevdiğimiz evcilleştirilmiş ırklarımızla aynı atalara sahiptir ve yaklaşık 40.000 yıl önceki evcilleştirme döneminden bu yana insanlarla veya insanlarla birlikte yaşamış olmaları muhtemeldir. Zengin bir genetik kaynak olarak, serbest dolaşan ülke köpekleri, bilim insanlarına köpeklerin genetik çeşitliliği ve gerçek önemi hakkında bir fikir verdiler.
Kurtlar binlerce yıl önce evcilleştirildiklerinden beri, köpekler genetik çeşitliliği yavaş yavaş kaybetti, ancak kırsal köpeklerde daha büyük ölçüde korunmuş oldular.
Köpeklerin birçok özelliği sinir tepesi tarafından belirlenir
Köpeklerin görünümü ve davranışları büyük ölçüde erken embriyonik gelişim sırasında belirlenir. Köpek yavruları doğduğunda, görünüşleri ve davranışları kurt yavrularınınkinden farklıdır.
Mısır'ın Kahire sokaklarında, ülkedeki bir ana köpek, farklı görünen yavru köpeğine bakıyor.
Bu değişiklikler, karmaşık embriyonik gelişim sürecinin sonuçlarını yansıtır ve birçok farklı hücrenin koordineli hareketini içerir. Birkaç yıl önce, bir grup araştırmacı, evcilleştirilmiş hayvanların farklı fenotiplerinin nöral krest hücrelerindeki farklılıklar ile açıklanabileceğini fark ettiler.Nöral krest hücreleri bir tür kök hücrelerdir.Başlangıç pozisyonundan başlarlar ve sonuna kadar belirli bir rotayı izlerler. Omuriliği konumlandırın ve oluşturun.
Fiji'de bir köy köpeği bir fotoğraf için poz veriyor
Nöral krest hücreleri, kafatasının çoğu, yüz, kıkırdak dokusu (köpeklerin yumuşak kulakları gibi) ve hatta deri ve kürk dahil olmak üzere tüm omurga hayvanlarında çeşitli dokuların morfolojisini ve işlevini belirlemede önemli bir rol oynar. Pigmentasyon. Görünüşlerini değiştirmenin yanı sıra, bu hücreler sonunda beynin, sinir sisteminin ve adrenal sistemin gelişimini destekler ve bunların tümü davranışı etkileyebilir.
Son vücut bölümünde, sinir tepesi hücrelerinin sayısındaki veya aktivitesindeki değişiklikler, vücut bölümünün karşılık gelen özelliklerinin şeklini, boyutunu veya ifade seviyesini değiştirecektir.
Köpeklerin ve kurtların genomlarından evcilleştirme hakkında hangi bilgileri alabiliriz?
Zengin bir genetik kaynak olarak, serbest dolaşan ülke köpekleri, bilim insanlarına köpeklerin genetik çeşitliliği ve gerçek önemi hakkında bir fikir verdiler.
Kırsal köpeklerin ve kurtların genetik çeşitliliğini karşılaştırarak, genomdaki 246 bölgenin evcilleştirme sırasında değişmiş olabileceğini bulduk. Kırsal kesimdeki köpeklerin çeşitliliği, son zamanlarda yapılan doğrudan insan yetiştiriciliği ile azalmadı, bu nedenle canlı köpekler ve Neolitik çağdan eski örnekler arasında benzerlikler bulabildik, bu da evcilleştirme süreciyle ilgili genetik değişiklikler bulduğumuzu gösteriyor. .
İlginç bir şekilde, bu değişiklikler, nöral krest, sinir sistemi işlevi ve sirkadiyen ritimle ilgili birçok gen dahil olmak üzere, köpeklerde temel işlevleri yerine getiren genlerin yakınında bulunur. Bu bulgular, evcilleştirmeyle ilgili genetik değişikliklere dair ipuçları sağlar ve bu süreçte nöral krest hücre işlevi değişikliklerinin olası rolünü destekler.
Fransız Polinezyası'ndaki bir köy köpeğinin DNA'sını toplayın
Evcilleştirme sürecinin kesin ayrıntıları hala bir muamma, ancak araştırmacılar olası teorileri değerlendirmek için arkeolojik kanıtları genomda gözlemlenen kalıplarla ilişkilendirebilirler. Eski zamanlarda kurtların çöplerden ya da avlanan hayvanların kalıntılarından etkilendiği ve erken insan yerleşimlerinin yakınında yaşadığı teorisi var. Zamanla, bazı kurtlar artık insanlardan çok korkmaz çünkü bu kurtların yiyecek elde etmede bir avantajı olabilir.
Bu bulgular, evcilleştirmeyle ilgili genetik değişikliklere dair ipuçları sağlar ve bu süreçte nöral krest hücre işlevi değişikliklerinin olası rolünü destekler.
Kendi kendine evcilleştirme adı verilen bu aşamalı süreçte, araştırmacılar, sinir tepesi yolundaki genlerin yavaşça değiştiğini ve bunun vahşi kurtlardan farklı olan ve bugün tespit edebildiğimiz şeyi köpeğin genomunda bırakan birçok görünüm özelliği ile sonuçlandığını varsaydılar. İşaret. İnsanlar bir dereceye kadar bu "çok vahşi olmayan" kurtların evcilleştirilmesine aktif olarak katılmaya başlamışlardır.Evcilleştirme sürecinde başı çekmiş olabilirler ve fiziksel özelliklerdeki diğer değişikliklere davranış değişiklikleri de eşlik edebilir.
İnsanların bu sürece ne zaman doğrudan katıldığına dair tartışma devam ediyor, ancak gümüş tilkilerin seçici üremesinde olduğu gibi ilgili morfolojik ve davranışsal değişiklikler hızla gerçekleşebilir.
Köpeklerin fenotipini kurtlardan ayırt etmede doğrudan veya dolaylı olarak rol oynayan genler. Bu genleri daha ileri araştırmalar için aday genler olarak belirledik. Görüntünün içeriği, Wilkins ve diğerleri tarafından 2014 yılında Genetics'de yayınlanan bir makaleden ilham almıştır.
Bir kurt ne zaman köpek oldu, bu süreç nasıl oldu, neden oldu ve evcilleştirme süreci modern köpekleri nasıl etkiliyor? Bu gizemleri çözmek sadece tüylü partnerlerimizin tarihini anlamaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda köpeklerin gelişimi üzerindeki olası etkileri de keşfeder. Ve davranış için gerekli olan genler. Giderek daha fazla sayıda eski köpek ve kurt örneği keşfedildikçe ve analiz edildikçe, köpeklerin nasıl ortaya çıktığına dair pek çok bilinmeyen soruyu kısa sürede yanıtlayabiliriz.
Özet:
Arka fon
Avrasya'da 10 ila 40 kya arasındaki gri kurtlardan evcilleştirilen köpekler, atalarından farklı, ancak evcilleştirme sendromu olarak bilinen diğer evcilleştirilmiş hayvan türlerini yansıtan çok çeşitli fenotipler sergiler. Burada, köpek genomlarında ısrar eden imzaları kullanıyoruz. Evcilleştirmenin seçici baskıları tarafından muhtemelen değiştirilen genleri ve yolları tanımlar.
Sonuçlar
Dünya çapında dağılmış 43 köy köpeği ve 10 kurtun tüm genom SNP analizleri, cins oluşumundan ziyade evcilleştirmeden kaynaklanan farklılaşmış imzalar.10.8 Mb genom dizisi ve 429 gen içeren 246 aday evcilleştirme bölgesi belirledik. tespit edilen sinyaller son seçimin sonucu değildir. Gen zenginleştirmeleri, nörolojik fonksiyonun yanı sıra sinir tepesi ve merkezi sinir sistemi gelişimi ile bağlantılı çok sayıda genin altını çizer.Okuma derinliği analizi, kopya sayısı varyasyonunun köpek evcilleştirmesinde küçük bir rol oynadığını göstermektedir.
Sonuçlar
Sonuçlarımız, embriyojenezde erken hareket eden ve evcilleştirilmiş köpekleri kurtlardan ayıran fenotipleri (uysallık, daha küçük çeneler, sarkık kulaklar ve azalan kraniyofasiyal gelişim gibi) evcilleştirme sırasında seçilimin hedefleri olarak belirleyen genleri tespit eder. Bu farklılıklar evcilleştirme sendromunun fenotiplerini yansıtır. Bu, gelişim sırasında nöral tepe hücrelerinin göçü veya aktivitesindeki değişikliklerle açıklanabilir.Erken köpek evcilleştirmesi sırasında ilk seçimin, nöral tepede hareket eden genlerden etkilenen ve ikincil olarak ortaya çıkan bir özellik olan davranış için olduğunu ileri sürüyoruz. modern köpeklerin fenotipleri.
