Новое исследование, проведенное Техасским университетом A&M и учеными Университета Миссури, объясняет, как кошачьи, включая домашних кошек, львов, тигров и азиатских леопардовых кошек, эволюционировали в разные виды, и проливает свет на то, как различные генетические изменения у кошек связаны со способностями к выживанию. Результаты были опубликованы в журнале Nature Genetics.
«Наша цель состояла в том, чтобы лучше понять, как развивались кошки, и генетическую основу различий между видами кошек», — сказал профессор Билл Мерфи из Техасского университета A&M. «Мы хотели воспользоваться некоторыми новыми технологиями, которые позволяют нам создавать более полные геномные карты кошек».
Профессор Мерфи и его коллеги пытались лучше понять, почему хромосомы кошек — клеточные структуры, содержащие генетическую информацию о таких характеристиках, как цвет шерсти, размер и сенсорные способности — более стабильны, чем у других групп млекопитающих.
«Мы уже давно знаем, что хромосомы кошек разных видов очень похожи друг на друга. Например, хромосомы львов и домашних кошек практически не различаются», — сказал профессор Мерфи. «Похоже, что дупликаций, перестроек и других типов вариаций гораздо меньше, чем у человекообразных обезьян».
В отряде приматов такого рода генетические вариации привели к эволюции различных видов, включая человека и человекообразных обезьян.
«Гены человекообразных обезьян имеют тенденцию ломаться и перестраиваться, и даже в геноме человека есть очень нестабильные участки. Эти вариации могут предрасполагать некоторых людей к генетическим заболеваниям, таким как аутизм и другие неврологические расстройства», — сказал профессор Мерфи.
Ключом к этим различиям между кошками и обезьянами, по-видимому, является частота так называемых сегментных дупликаций.
«Исследователи генома приматов смогли связать эти сегментные дупликации с перестройками хромосом. Чем больше сегментных дупликаций в вашей ДНК, тем больше вероятность перестройки хромосом и т. д.», — сказал профессор Мерфи. «Сравнивая большое количество геномов видов кошек, мы обнаружили, что у кошек имеется лишь малая часть сегментных дупликаций, обнаруженных у других групп млекопитающих — на самом деле у приматов таких дупликаций в семь раз больше, чем у кошек. Это большая разница, и теперь мы считаем, что понимаем, почему геномы кошек более стабильны».
Хотя у кошек, возможно, не так много крупных генетических перестроек в ДНК, у них все же есть много различий.
Благодаря своим исследованиям авторы теперь лучше понимают, какие части ДНК кошек вызывают эти вариации, особенно вариации, определяющие видообразование или различия между видами.
«Оказывается, в центре Х-хромосомы есть большая область, где происходит большая часть генетических перестроек», — сказал профессор Мерфи. «На самом деле, в этом регионе есть один специфический повторяющийся элемент под названием DXZ4, который, как говорят нам, в значительной степени ответственен за генетическую изоляцию по крайней мере двух видов кошек: домашней и лесной».
DXZ4 — повтор спутника; это не типичный ген, который кодирует такой физический признак, как цвет шерсти, а, скорее, он помогает в трехмерной структуре Х-хромосомы и, вероятно, играет важную роль в видообразовании кошек.
«Мы до сих пор не знаем точный механизм, но, сравнивая все эти кошачьи геномы, мы можем лучше измерить скорость, с которой DXZ4 развивался у одного вида по сравнению со всеми остальными. Мы узнали, что DXZ4 — одна из наиболее быстро развивающихся частей генома кошки; он развивается быстрее, чем 99,5% остального генома», — сказал профессор Мерфи. «Благодаря скорости, с которой он мутирует, мы смогли продемонстрировать, почему DXZ4, вероятно, связан с видообразованием».
Используя новые, очень подробные последовательности генома, профессор Мерфи и соавторы также обнаружили более четкую связь между количеством обонятельных генов, которые управляют обнаружением запаха у кошек, и вариациями социального поведения и тем, как они связаны с окружающей средой.
«Поскольку кошки — хищники, которые в значительной степени полагаются на обоняние, чтобы обнаружить свою добычу, их обоняние — довольно важная часть их личности», — сказал профессор Мерфи. «Кошки — очень разнообразное семейство, и мы всегда хотели понять, как генетическая изменчивость играет роль в способности разных видов кошек чувствовать запах в разной среде обитания».
У львов и тигров довольно большая разница между определенными генами запахов, участвующими в обнаружении феромонов — химических веществ, которые разные животные выделяют в окружающую среду для передачи информации о личности, территории или опасности.
Вероятно, большая разница связана с тем, что львы — очень социальные животные, живущие семейными группами, а тигры — одиночный образ жизни. Львы, возможно, меньше полагаются на феромоны и другие запахи, потому что они постоянно находятся рядом с другими львами, что отражается в меньшем количестве генов этого типа в их геномах. Тигры, с другой стороны, должны иметь возможность чуять добычу на очень больших территориях, а также находить себе пару.
«Тигры, как правило, имеют большой набор обонятельных и феромонных рецепторов. Мы считаем, что это напрямую связано с размером их территорий и разнообразием окружающей среды, в которой они живут», - сказали ученые.
С другой стороны, домашние кошки, похоже, утратили широкий спектр обонятельных генов. Если им не нужно путешествовать так далеко, чтобы найти то, что им нужно, потому что они живут с людьми, то вполне логично, что естественный отбор не сохранит эти гены.
Один из наиболее важных выводов этого исследования заключается в том, что виды кошек могут быть во многом похожи, но их различия имеют значение.
Эти различия показывают, насколько эти животные идеально приспособлены к своей естественной среде обитания. Они не взаимозаменяемы, и это ценная информация для защитников природы и других лиц, работающих над сохранением или восстановлением видов в их естественной среде обитания.
Суточный ритм может показать, насколько быстро стареет организм
Старение часто воспринимается как цифра на бумаге. Но наука постоянно показывает, что организм рассказывает совсем другую историю. Результаты нового исследования опубликованы в журнале JAMA Network Open. Два человека могут родиться…
Ледяные кольца Сатурна могли образоваться из потерянной луны Куколки
Ученые предполагают, что знаменитая планета с кольцами приобрела свою самую впечатляющую особенность примерно 100 миллионов лет назад. Точный механизм образования колец Сатурна обсуждается уже довольно давно, однако группа ученых из…
Впервые за 25 лет гигантские кальмары обнаружены в неожиданных водах
Впервые за десятилетия гигантские кальмары были обнаружены в водах у побережья Западной Австралии, скрываясь в глубоководных каньонах восточной части Индийского океана. Однако эти загадочные существа остаются такими же неуловимыми, как…
МО: за ночь над регионами России сбили 27 украинских БПЛА
Силы ПВО сбили 27 украинских беспилотников над регионами России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. В ведомстве отметили, что дежурные средства ПВО перехватывали и уничтожали БПЛА в течение прошедшей ночи…
В Белгородской области за сутки из-за атак ВСУ погибли два человека
Вооруженные силы Украины вновь атакуют территорию Белгородской области, за минувшие сутки два мирных жителя, которые пострадали в результате атак ранее, умерли в больницах, еще восемь человек получили ранения. Об этом…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 25 жителей России, 209 были ранены
25 мирных жителей РФ, в том числе ребенок, погибли за неделю в результате ударов Вооруженных сил Украины, более 200 человек, в том числе 14 детей, получили ранения. Об этом ТАСС…
Постсоветское пространство – не место для проведения гусарской политики
Да, Россия может прекратить субсидирование тех среднеазиатских стран, которые соблюдают западные сан...
Первый в мире ядерный взрыв выковал «невозможный» кристалл
Нам не всегда удаётся точно определить момент, когда мир меняется. Но когда 16 июля 1945 года в 5:29...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".