Ученые рассказали, как селекционное разведение повлияло на форму собачьих ушей

Фото из открытых источников

Стандарты породы продолжают закреплять определенные формы ушей, сужая круг наследуемых признаков и передавая эти предпочтения из поколения в поколение.

Исследователи установили связь между длиной висячих ушей и определенными наследственными изменениями, показав, как человеческие предпочтения оставляют неизгладимый след в биологии и здоровье собак. Результаты нового исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Недавний генетический анализ многих пород собак выявил связь между различиями в длине висячих ушей и небольшим общим участком ДНК.

В Университете Джорджии (UGA) исследователи уточнили этот сигнал, сравнивая породы с похожим положением ушей, но разной длиной ушей. Работу возглавила Ли Энн Кларк, изучающая генетику собак и риск наследственных заболеваний у многих пород.

Полученные результаты дают заводчикам и исследователям более четкий ориентир для отслеживания характеристик разных пород.

Исследователи сравнили геномы более чем 3000 собак, волков и койотов. Они сосредоточились на собаках с висячими ушами, чтобы положение ушей на голове оставалось постоянным, в то время как длина ушей варьировалась.

«В нашем исследовании мы использовали только собак с висячими ушами», — сказала Кларк. Такой подход позволил команде точно определить различия в ДНК, влияющие на длину ушей, даже когда у всех собак был одинаковый тип ушей.

Различия в форме ушей объясняются небольшим количеством унаследованных вариантов ДНК, общих для разных пород. В результате рекомбинации два варианта ДНК, связанные с положением ушей, были объединены в одном наследственном блоке, и только такая комбинация приводила к появлению висячих ушей.

«Мы выяснили, что в этом локусе существует комбинация аллелей, или различных последовательностей ДНК, которая определяет, будут ли у собаки стоячие уши, как у хаски, или висячие, как у кокер-спаниеля», — сказала Кларк.

Этот дополнительный аллель располагался в рекомбинантном блоке и заставлял ткани уха продолжать расти и удлиняться. Наиболее сильный генетический сигнал был обнаружен вблизи гена, уже связанного с ростом и поддержанием соединительной ткани в развивающихся ушах. Связанная с геном ДНК не изменяла его напрямую, но находилась поблизости, где могла незаметно влиять на то, насколько активно этот ген используется в процессе развития.

Аналогичные изменения были связаны с увеличением размеров ушей у других животных, что позволяет предположить, что эта область может влиять на то, как ушная ткань расширяется с течением времени.

Поскольку сигнал находится вне самого гена, результат указывает на то, что вероятным фактором является регуляция, а не структура. Этот же участок ДНК расположен рядом с геном, ранее связанным с общими размерами тела у собак.

Когда признаки расположены близко друг к другу в геноме, отбор по одному признаку может непреднамеренно привести к тому, что вместе с ним поступит и другой. Из-за этого совпадения трудно определить, является ли длина уха результатом генетической предрасположенности или побочным эффектом отбора по размеру. Разобраться в этом важно, особенно когда исследователи пытаются отделить безобидные признаки от тех, которые связаны с риском развития заболеваний.

В результате селекции определенные формы ушей вошли в стандарты пород, что повысило вероятность распространения конкретных комбинаций ДНК. Набор из трех аллелей чаще всего встречался у пород, отобранных по признаку очень длинных висячих ушей, где длина ушей определяет внешний вид. У пород, сохранивших прежнюю, наследственную форму, обычно были меньшие, стоячие уши, даже при изменении формы головы.

Поскольку заводчики закрепляют признаки внутри породы, эти генетические наборы могут быстро распространяться, оставляя мало возможностей для будущих изменений. Длинные уши не только меняют внешний вид, но и помогают животным регулировать температуру тела, открывая большую часть кожи.

Классические исследования на кроликах показали, что кровеносные сосуды в ушах сужаются в холодном воздухе и расширяются в теплом. При расширении сосудов теплая кровь достигает поверхности уха и отводит тепло, а при сужении сосудов сохраняется тепло внутри тела. Эта биологическая особенность помогает объяснить, почему у некоторых животных в холодных местах развиваются более мелкие уши, еще до того, как человек начал отбирать определенные признаки.

Помимо внешнего вида, генетика ушей имеет значение для ветеринаров, поскольку связанные с породой особенности ДНК могут скрывать или имитировать риски заболеваний.

В проектах Кларк в Университете Джорджии сильный отбор может искажать генетику пород, поэтому результаты, полученные при исследовании ушей, предоставляют полезный контекст.

«Нам важно понимать, какие гены и геномные регионы отбираются в определенных породах, особенно когда речь идет о генетических заболеваниях», — сказала Кларк.

Генетические тесты могут помочь избежать опасных вариантов генов, но они наиболее эффективны, когда заводчики стремятся сбалансировать цели, связанные со здоровьем, с узкими правилами внешнего вида.

В основе исследования лежали масштабные генетические сравнения у множества собак, чтобы сузить круг поиска до перспективных регионов. Такой подход позволяет выявить закономерности наследования, но сам по себе не может доказать, какое именно изменение ДНК непосредственно приводит к удлинению ушей.

Для подтверждения механизма потребуются эксперименты, которые проверят, как эти расположенные рядом генетические изменения влияют на развитие уха. До тех пор результаты служат скорее убедительными сигналами, чем окончательными ответами, и формируются под влиянием как генетики, так и истории разведения. В совокупности результаты показывают, как небольшое количество вариаций может влиять на положение и длину ушей у многих пород собак.

В будущих полногеномных исследованиях и лабораторных работах будет проверено, влияют ли соседние участки ДНК также на слух или другие характеристики, связанные с ушами.