Dodano: 28 styczeń 2022r.

Dlaczego psy są tak różne pod względem wielkości? To spadek po starożytnych wilkach

Od maleńkich chihuahua po wielkie dogi niemieckie. Najlepsi przyjaciele ludzi różnią się pod względem wielkości bardziej, niż jakikolwiek inny gatunek ssaków na naszej planecie. Teraz zidentyfikowano źródło mutacji, która może odpowiadać za to zróżnicowanie. Pochodzi ona od… starożytnych wilków.

Mops

 

Mutacja znajduje się w pobliżu genu zwanego IGF1, który 15 lat temu został zidentyfikowany przez naukowców jako odgrywający istotną rolę w zróżnicowaniu rozmiarów psów domowych. Był to pierwszy z około dwudziestu takich genów odkrytych do dzisiaj. Ale wysiłki mające na celu wskazanie konkretnego, odpowiedzialnego za mutacje wariantu genu spełzły na niczym. Nowe odkrycia w tym zakresie przynosi artykuł opublikowany w „Current Biology” (DOI: 10.1016/j.cub.2021.12.036).

Psy małe i duże

- IGF1 był cierniem w naszym oku - mówi Elaine Ostrander, genetyk z amerykańskiego National Human Genome Research Institute w Bethesda w stanie Maryland, która kierowała badaniami z 2007 r., w których po raz pierwszy zidentyfikowano rolę IGF1, a także jest główną autorką nowego artykułu.

Starożytne psy to udomowione wilki, które w ciągu ostatnich 30 tys. lat nieznacznie różniły się od siebie wielkością. Obecne ekstremalne różnice - największe rasy są do 40 razy większe od najmniejszych - pojawiły się w ciągu ostatnich 200 lat i tworzyli je ludzie.

Ostrander i jej współpracownicy, w tym genetyk Jocelyn Plassais z Uniwersytetu w Rennes we Francji, przeanalizowali genomy ponad 1400 psowatych, w tym starożytnych psów, wilków, kojotów i 230 współczesnych ras psów.

Kontrola wzrostu

Badacze porównali zmienność w regionie wokół genu IGF1 z wielkością ciała u psów i dzikich psowatych. Okazało się, że jeden wariant jest wyjątkowy. Znajduje się on w odcinku DNA, który koduje cząsteczkę zaangażowaną w kontrolowanie poziomu białka IGF1, silnego hormonu wzrostu.

Naukowcy zidentyfikowali dwie wersje, lub allele, tego wariantu. We wszystkich rasach psy z dwiema kopiami jednej wersji ważyły zwykle mniej, niż 15 kilogramów, natomiast dwie kopie drugiej wersji występowały częściej u psów ważących ponad 25 kilogramów. - Psy z jedną kopią każdego z wariantu były raczej średniej wielkości - mówi Ostrander. - Psy z dwiema kopiami o dużej budowie ciała miały również wyższy poziom białka IGF1 we krwi, w porównaniu z psami z dwiema kopiami „małego” allelu – dodaje.

Kiedy badacze przyjrzeli się genomom innych psowatych, znaleźli podobną zależność. - To nie tylko historia o psach. To samo znaleźliśmy u wilków, lisów, kojotów i wszystkich innych psowatych – mówi Ostrander.

Pomniejszeni przodkowie

Naukowcy uważają, że wersja genu związana z małymi ciałami psów jest ewolucyjnie znacznie starsza niż ten odpowiadający za wzrost. Kojoty, szakale, lisy i większość innych psowatych miały dwie kopie „małego” allelu, co sugeruje, że ta wersja była obecna u wspólnego przodka tych zwierząt.

Nie jest jasne, kiedy wyewoluowała wersja genu odpowiadająca za duże rozmiary ciała. Naukowcy odkryli, że starożytny wilk, który żył na Syberii około 53 tys. lat temu, nosił jedną kopię tej wersji. Inne pradawne wilki i współczesne wilki szare mają po dwie kopie, co sugeruje, że wersja genu odpowiadająca za duże ciała mogła być dla nich korzystna z ewolucyjnego punktu widzenia.

- Dotąd naukowcy uważali, że mały rozmiar ciała był prawdopodobnie związany ze stosunkowo nowymi zmianami genetycznymi, potencjalnie unikalnymi dla psów domowych - mówi Robert Wayne, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. - To odkrycie obala wcześniejszą teorię. I to jest w całej sprawie najlepsze – dodaje badacz.

- Nowe odkrycie sugeruje, że psy zostały udomowione z wilków o mniejszej masie ciała, niepodobnych do dzisiejszych populacji wilków szarych - mówi Elinor Karlsson, genetyk z University of Massachusetts Chan Medical School w Worcester. - Nie wiemy nawet, jak wyglądały wilki, które z czasem zamieniły się w psy - dodaje.

Naukowcy podkreślają, że badania nad wielkością psów są dalekie od zakończenia. Plassais chce sprawdzić, jak różne warianty wpływają na poziom białka IGF1. Jednak same allele nie są jedynymi czynnikami determinującym wielkość psa. Sam gen IGF1 odpowiada za około 15 proc. różnic między rasami.

 

Źródło: Science