Расшифровка генома голубя раскрывает секреты их признаков и происхождения
Исследователи из Университета Юты расшифровали генетический план скалистого голубя (Columba livia), раскрыв секреты происхождения голубей с Ближнего Востока, родства городских сизых голубей со сбежавшими спортивными (гонными) голубями и того, как мутации дают голубям такие признаки, как хохолок на голове.
Исследование, опубликованное 31 января на сайте Science Express, возглавили Майкл Д. Шапиро из Университета Юты и Цзюнь Ван из BGI-Шэньчжэнь (Китай).
Ключевые выводы исследования:
- Ученые секвенировали геном скалистого голубя, одного из самых распространенных и разнообразных видов птиц на Земле, насчитывающего около 350 пород.
- С помощью инновационного ПО было показано, что единственная мутация в гене EphB2 заставляет перья на голове и шее расти вверх, а не вниз, создавая хохолок. Этот же ген у человека связан с болезнью Альцгеймера, раком простаты и, возможно, другими видами рака.
- Сравнение генома голубя с геномами курицы, индейки и зебровой амадины показало, что, несмотря на 100 миллионов лет эволюции, их геномы очень похожи.
- Получены дополнительные доказательства того, что основные группы пород голубей произошли с Ближнего Востока, а североамериканские городские (сизые) голуби являются близкими родственниками спортивных (гонных) голубей.
Геном и ген хохолка
- Собрано 1.1 миллиарда пар оснований ДНК генома скалистого голубя (предполагаемый полный размер — около 1.3 млрд, у человека — 3 млрд). Обнаружено около 17 300 генов (у человека ~21 000).
- «Эталонный геном» построен на основе породы датский турман. Проведено менее полное секвенирование двух сизых голубей и 38 голубей из 36 других пород.
- Мутация в гене EphB2 действует как переключатель: хохолок есть при мутантной форме и отсутствует при нормальной. Все хохлатые голуби имеют эту мутацию, что указывает на однократное возникновение признака и его последующее распространение селекционерами.
- Анализ 69 хохлатых птиц из 22 пород и 95 нехохлатых из 57 пород показал полную связь между мутантным геном и наличием хохолка.
- Мутация влияет на эмбрионы, меняя направление зачатков перьев на молекулярном уровне. Другие, еще не идентифицированные генетические факторы определяют тип хохолка (раковину, пик, гриву или капюшон).
Происхождение пород и городских голубей
- Исследование подтвердило ближневосточное происхождение так называемых «совиных» пород (с очень короткими клювами), тесно связанных с породами из Сирии, Ливана и Египта.
- Обнаружено общее генетическое наследие у пород из Ирана и, предположительно, из Индии, что согласуется с историческими торговыми путями.
- Анализ частичных геномов двух сизых голубей (из Юты и Вирджинии) на основе 1.5 миллиона маркеров подтвердил, что они генетически очень похожи друг на друга и на породу гоночных (спортивных) голубей, поддерживая гипотезу о происхождении многих городских популяций от сбежавших спортивных птиц.
Как отмечает Шапиро, голуби были одним из любимых примеров Чарльза Дарвина для иллюстрации искусственного отбора. Теперь ученые могут изучать изменения на уровне ДНК, ответственные за то разнообразие, которое интриговало Дарвина 150 лет назад.