Маленькие собаки имеют генную мутацию, существовавшую у древних волков
Домашние собаки отличаются по размерам тела больше, чем любое другое млекопитающее на Земле. Между самыми маленькими и самыми большими породами собак существует 40-кратная разница в размерах. Вариации в размерах были отобраны людьми, особенно в последние 200 лет, в то время как волки, от которых произошли собаки, сохранили постоянный размер.
Поскольку волки довольно крупные, люди считали, что предки собак также были такого размера в начале одомашнивания. Принято считать, что маленькие собаки, такие как померанцы и чихуахуа, были выборочно выведены после одомашнивания, потому что люди хотели иметь милых маленьких компаньонов.
Однако недавно ученые из Национального института здоровья (NIH) выявили мутацию в гене, который регулирует выработку гормона роста у собак. Исследователи обнаружили, что эта генетическая мутация присутствует в генах собак с маленьким телом, но также присутствовала и у волков более 50 000 лет - задолго до одомашнивания.
Проанализировав 200 различных пород собак, эксперты выявили около 20 генов, которые связаны с регулированием размера тела у собак. Эти гены участвуют в регулировании развития скелета, переработки инсулина и метаболизма жирных кислот, среди прочих функций. Из этих генов инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) контролирует 15 процентов вариаций размеров тела у разных пород собак и играет важную роль в определении размеров тела.
Однако после более чем десяти лет исследований ученым не удавалось выявить функциональную мутацию, связанную с IGF-1. Так было до тех пор, пока Джослин Плассайс, аспирант в лаборатории генетика Элейн Острандер в Мэриленде, не предложила им поискать последовательности вокруг гена, расположенные в обратном направлении. Таким образом она определила мутировавший аллель, после чего исследователи проанализировали геномы 1 431 особи канидов 13 различных видов, чтобы проследить историю развития этой мутировавшей формы гена IGF1.
Исследователи также сотрудничали с эволюционными биологами Грегером Ларсоном из Оксфордского университета и Лораном Францем из Университета Людвига Максимилиана, чтобы изучить ДНК древних волков и выяснить, когда впервые появилась мутация IGF-1. Ученые предполагали, что собаки были крупными и стали меньше примерно 20 000 лет назад, когда их одомашнили, но это открытие открывает возможность для нового эволюционного повествования.
Анализ ДНК древних волков показал, что мутировавшая форма гена IGF-1 действительно присутствовала в ДНК сибирского волка (Canis lupus campestris) возрастом 54 000 лет, задолго до одомашнивания.
"Как будто природа хранила его в заднем кармане десятки тысяч лет, пока он не понадобился", - сказал Острандер.
Мутировавшая форма была обнаружена не только у собак и волков, но и у других видов семейства собачьих, включая койотов, шакалов и африканских охотничьих собак.
"Это связывает воедино очень многое о приручении собак и размерах тела, и то, что мы считаем очень современным, на самом деле очень древнее", - объяснил Острандер.
Похоже, что предковая форма гена связана с небольшим размером тела, в то время как производная форма гена привела к увеличению размера тела и в настоящее время часто встречается у серых волков и крупных собак. Считается, что аллель, связанный с малым размером тела, почти исчез во времена плейстоцена, когда исчезли волки того времени. Но аллель появился вновь совсем недавно, когда люди начали селективно разводить собак меньшего размера.
Острандер и ее команда планируют продолжить изучение генов, регулирующих размер тела у собак. "Одна из особенностей собак заключается в том, что, поскольку они эволюционировали так недавно, у них не так много генов, регулирующих размер тела".
У собак известно всего 25 генов, регулирующих размер тела, в то время как у человека их несколько сотен.
"Я действительно хочу понять весь континуум - от чихуахуа до великих датчан", - добавил Острандер.
Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
