Расшифровка генома кошек раскрывает ключи к их одомашниванию
Люди и кошки живут вместе уже как минимум 9 000 лет, но процесс одомашнивания этих животных изучен мало. Анализ генома кошки, проведенный исследователями из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, выявил неожиданные подсказки.
Исследование опубликовано 10 ноября в Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition.
По сравнению с собаками, одомашненные около 30 000 лет назад, история приручения кошек относительно коротка.
«Кошки, в отличие от собак, на самом деле лишь полуодомашнены, — сказал старший автор Уэс Уоррен, PhD. — Они недавно отделились от диких сородичей, и некоторые до сих пор скрещиваются с ними. Поэтому мы были удивлены, обнаружив в ДНК свидетельства их доместикации».
Ученые сравнили геномы домашних и диких кошек и нашли конкретные области, которые значительно различаются. Были обнаружены изменения в генах, связанных с поведением: памятью, страхом и поиском вознаграждения. Такое поведение, особенно поиск награды, считается важным для процесса одомашнивания.
«Люди, скорее всего, приветствовали кошек, потому что те контролировали грызунов, поедавших зерно, — предположил Уоррен. — Мы предполагаем, что люди предлагали кошкам еду в качестве награды за то, чтобы те оставались рядом». Со временем люди отдавали предпочтение более смирным кошкам.
Проект «Геном кошки»
Проект по секвенированию генома кошки, финансируемый Национальным институтом исследования генома человека (National Human Genome Research Institute, NIH), стартовал в 2007 году. Его первоначальной целью было изучение наследственных заболеваний домашних кошек, некоторые из которых сходны с человеческими.
Для получения высококачественного референсного генома команда секвенировала геном домашней кошки абиссинской породы по кличке Корица (Cinnamon), чью родословную можно было проследить на несколько поколений назад.
Чтобы понять характеристики доместикации, исследователи также секвенировали геномы некоторых чистопородных кошек. Признаки одомашнивания включают окрас, текстуру и рисунок шерсти, строение морды и степень покорности. Большинство современных пород — результат селекции по предпочтительным типам шерсти.
Команда изучила породу Бирман, имеющую характерные белые лапы. Ученые связали этот белый окрас всего с двумя небольшими изменениями в гене, отвечающем за цвет шерсти. Эта генетическая сигнатура есть у всех бирманов, что указывает на целенаправленное разведение человеком и чрезвычайно быстрые генетические изменения.
Группа также сравнила геном кошки с геномами других млекопитающих — тигра, коровы, собаки и человека.
Одиночные хищники
Чтобы переваривать жирную мясную пищу, кошкам необходимы гены для эффективного расщепления жиров. Команда обнаружила у хищников (кошек и тигров) специфические гены метаболизма жиров, которые изменялись быстрее, чем это можно объяснить случайностью. Такие быстрые изменения обычно означают, что эти гены дают пищеварительное преимущество хищникам, питающимся исключительно животными белками. Подобных изменений не нашли в тех же генах у коровы и человека, чей рацион более разнообразен.
Кошки также меньше полагаются на обоняние для охоты, чем собаки. Исследователи действительно нашли у кошек меньше генов, отвечающих за обоняние, но больше генов, связанных с альтернативной формой восприятия запаха — обнаружением феромонов. Это позволяет кошкам анализировать социальную среду, включая поиск партнера. Эта способность менее важна для стайных собак, но критична для более одиноких кошек.
У кошек также более острый слух, чем у большинства других хищников, включая способность слышать в ультразвуковом диапазоне для отслеживания добычи. Их зрение исключительно в условиях слабого освещения.
«Кошки, как правило, более активны на рассвете и в сумерках, поэтому они должны улавливать движение при слабом свете», — отметил первый автор исследования Майкл Монтегю, PhD. Соответственно, команда выявила конкретные гены, которые, вероятно, эволюционировали для расширения диапазона слуха и улучшения зрения в полумраке.
Несмотря на то, что геномы домашних кошек мало изменились с момента отделения от диких сородичей, новое исследование показывает, что доказательства недавней доместикации вида все же можно обнаружить. «Используя передовые технологии секвенирования генома, мы смогли пролить свет на генетические признаки уникальной биологии и навыков выживания кошек и значительно углубить наши знания об эволюции их одомашнивания», — заключил Уоррен.