鄉村犬DNA顯示出由馴化引起的遺傳變化
2019-06-04 14:21   來源: 丁香通  點擊次數: 關鍵詞: 干細胞 基因變異 胚胎

2元彩票中500万的 www.chmhhq.tw 狗是在數萬年前由狼馴化而來的——盡管在基因水平上,狗和狼的區別究竟是什么還不清楚?!禕MC生物學》上一項新研究的作者阿曼達?彭德爾頓和杰弗里?基德解釋了他們如何利用新的基因組技術以及鄉村狗來解決這個問題。

幾千年來,狗一直是人類最好的朋友,早在農業出現之前就形成了這種關系。家養動物,包括狗,都有一系列獨特的特征,使它們有別于野生祖先。

毛的顏色和質地的變化,耳朵的形狀,尾巴的長度和彎曲度,眼睛的顏色,面部結構的變化是狗和狼的一些區別特征。然而,最重要的區別是行為。幾千年前,狗是由狼馴化而來的,隨著時間的推移,狼變成了對人類越來越友好的動物,把曾經的野生動物變成了今天的家養狗。

隨著現代基因組技術的出現,已經有許多方法被用來尋找使狼變成狗的精確基因變化。

鄉村狗是幫助我們理解狗的進化的基本遺傳資源

我們最近參與了一項研究,該研究使用了生活在人類中間的古代狗的DNA,以解決與狗馴化時間相關的突出問題。古老的DNA技術是一個基因時間機器,允許研究人員直接看到過去存在的基因變異。

當我們評估三個歐洲狗的基因構成從新石器時代(5和七千歲),我們發現了一件令人驚奇的事情:盡管遺傳學表明這三個樣本顯然是狗,他們把野生狼序列在基因組的許多地方表明是與馴化相關的。

為了解釋這個難題,我們在BMC生物學雜志上發表了一篇新文章,我們轉向了鄉村狗,它們代表了地球上絕大多數的狗。這些狗是半野生的,在我們的街道和城市里游蕩,主要靠人類的垃圾生存,但最重要的是,它們是馴養的。

事實上,這些狗和我們今天最喜歡的品種狗是同一祖先的后代,自人類馴化以來,它們很可能一直與人類生活在一起或接近人類,馴化時間大約在4萬年前。自由放養的鄉村狗是豐富的遺傳資源,讓科學家們得以一窺基因多樣性的全貌,以及作為一只狗的真正含義。

許多狗的特性是由神經嵴決定的。

狗的外貌和行為方式在很大程度上是由它們作為胚胎的早期發育決定的。當小狗出生的時候,它們的外表和行為已經和小狼不一樣了。

這些變化反映了胚胎發育過程中復雜和復雜過程的結果,涉及到許多具有獨特用途的細胞的運動和協調。幾年前,一組研究人員注意到,家養動物的不同表型可以用神經嵴細胞的差異來解釋。神經嵴細胞是一種干細胞,從它們的起始位置開始,沿著既定的路線,從脊髓到達它們的最終目的地。

在所有脊椎動物中,神經嵴細胞在定義多種組織的形式和功能方面發揮著重要作用,這些組織包括大部分頭骨、面部、軟骨組織(如狗那臭名昭著的迷人的耷拉著的耳朵),甚至皮膚和皮毛的色素沉著。除了改變外表,這些細胞最終還會促進大腦、神經系統和腎上腺系統的發育,而這些都能影響行為。

在這些最終的身體位置中,神經嵴細胞的數量或活性的變化可以隨后改變相應特征的大小、形狀或表達水平。

關于馴化,狗和狼的基因組能告訴我們什么?

通過比較鄉村犬和狼的遺傳多樣性,我們確定了246個可能在馴化過程中被改變的基因組區域。通過使用鄉村狗,我們能夠發現現存的狗和新石器時代的古代樣本之間的共同歷史事件,這表明我們發現了與馴化過程相關的變化。

有趣的是,這些變化是在發育中狗的關鍵功能基因附近發現的,包括許多與神經嵴、神經系統功能和晝夜節律相關的基因。這些發現為馴化相關的基因變化提供了線索,并支持了神經嵴細胞功能變化在這一過程中所起的假設作用。

馴化過程的具體細節仍是個謎,但研究人員可以將考古學證據與基因組中觀察到的模式聯系起來,以幫助評估可能的理論。有一種說法認為,在古代,狼生活在早期人類居住地附近,因為它們被垃圾或被獵殺動物的殘骸所吸引。隨著時間的推移,一些狼對人類的恐懼可能會減少,因為它們可能在獲取食物方面取得了更大的成功。

在這個被稱為“自我馴化”的漸進過程中,研究人員假設,參與神經嵴通路的基因正在緩慢變化,導致了與野狼相關的一系列不同外觀,并在狗的基因組中留下了我們今天可以檢測到的特征。在某種程度上,人類開始積極參與馴化這些“不那么野性”的狼,它們很可能已經在這一過程中走在了前面,其他的身體特征可能還伴隨著行為的變化。

關于人類何時直接參與這一過程仍存在爭議,但相關的形態和行為變化可以迅速發生,就像在選擇育種銀狐中發現的那樣。

解開狼是什么時候變成狗的謎團,這種現象是如何發生的,為什么會發生,以及馴化過程是如何影響現代狗的,這不僅有助于我們了解我們毛茸茸的伙伴的歷史,還有助于我們識別可能對狗的發育和行為起關鍵作用的基因。隨著更多的古代狗和狼的樣本被發現和分析,我們可能很快就能回答關于狗是如何形成的許多遺留問題。

編輯: dxy_uzsbvxje

 

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