2064. О новых возможностях в селекции кошек
Генетика. Котенок от дизайнера
Ирина Якутенко
Домашняя кошка (если, конечно, хозяева отпускают ее погулять) сама выбирает партнера по каким-то значимым для нее критериям. Некоторые из критериев понятны: например, высокий иерархический статус кота, который победил в боях остальных соискателей. Но другие параметры оценки остаются загадкой, и кошка может отказывать самому завидному жениху по одним ей известным причинам. И ее решение никак не изменить. Но сейчас над этой проблемой успешно работают генетики.
Павел Бородин, заведующий лабораторией рекомбинационного и сегрегационного анализа Института цитологии и генетики СО РАН, популяризатор науки, автор книги «Кошки и гены», рассказал «Вокруг света» о новых возможностях в селекции кошек.
Мы занимались анализом рекомбинаций (обмен участками хромосом при образовании половых клеток. - Прим. «Вокруг света») у кошек и выяснили, что у них рекомбинации происходят чаще, чем у остальных млекопитающих. Оказывается, это свойство не только домашних представителей, а семейства кошачьих в целом. К такому выводу пришли испанские ученые, опубликовавшие свою работу вскоре после нашей. Они обнаружили, что у тигров, например, также повышена частота рекомбинаций.
Что дает кошачьим эта особенность?
Дополнительную и, так сказать, безвредную изменчивость. То есть множество изменений кошачьих определяются не вновь возникшими мутациями, а давно накопленными в геноме вариантами. За счет повышенной рекомбинации у родителей котята в одном помете отличаются друг от друга чуть больше, чем в среднем детеныши млекопитающих. Это не глобальные отличия, а более мелкие и в основном количественные, например размер или сообразительность.
Если кошки обладают таким ресурсом изменчивости, почему у них, по сравнению с собаками, так мало пород?
Для получения новой породы одной изменчивости недостаточно. Обязательно должен присутствовать второй фактор - ограничение свободного скрещивания. С кошками было довольно трудно этого добиться: они, как известно, гуляют сами по себе.
Это кажется не слишком принципиальным моментом...
Породы собак, особенно те, что существуют давно, выведены по какому-то признаку: есть охотничьи, декоративные, гончие, сторожевые. Эта функциональность селекции отражена даже в названии пород. Старые, «классические» кошачьи породы преимущественно географические: сиамские, британские и так далее. Основные породы создавались на основе локальных полусвободных популяций. Направленная селекция кошек с сильным ограничением скрещивания - очень недавнее явление, ему от силы лет 70-100.
Рэгдолл - порода кошек с пониженным мышечным тонусом
Собаки разных пород отличаются цветом, размерами и даже характером. Почему так не происходит у кошек?
Это не типично собачья особенность, а результат очень жесткого интенсивного отбора и тщательного подбора пар. У кошек до недавнего времени с последним пунктом были сложности. Сейчас селекция кошек идет точно так же, как селекция собак, и, думаю, в ближайшем будущем появятся «настоящие» кошачьи породы. Они уже сейчас возникают, например лысые кошки, кошки-гиганты мейн-куны.
Селекция собак приводит к появлению существ, которых трудно признать одним видом - чихуахуа и дог никак не могут дать потомство. Не приведет ли «настоящая» селекция кошек к тому, что они разделятся на несколько видов?
В природе помимо «чистых» видов есть множество переходных вариантов. И часто бывает так, что «промежуточные» виды между собой могут скрещиваться, а «крайние» - уже нет. С собаками та же история. Если по каким-то причинам исчезнут все промежуточные формы между чихуахуа и догом, то они, безусловно, станут отдельными видами. Домашние животные - это вообще отличная иллюстрация того, как работает эволюция. Не зря Дарвин начал свой знаменитый труд «Происхождение видов» именно с происхождения домашних животных.
Главный признак, с которым «играют» селекционеры, - окраска. Сейчас есть кошки, кажется, всех цветов радуги. А какими они были изначально?
Судя по всему, африканская, или степная кошка Felis silvestris lybica и является "праматерью" всех современных домашних кошек
Существуют разные версии, от какого предка произошли домашние кошки. Но последние данные расшифровки ДНК показывают, что, скорее всего, это африканская, или степная кошка Felis silvestris lybica - короткошерстный зверь, серый, полосатый, без пятен. Вот это и есть тот самый дикий тип, из которого со временем возникли все остальные.
Как люди добились появления множества пород, сильно отличающихся от дикого типа?
Новые признаки - результаты мутаций. Они возникают у всех организмов, благодаря им существует эволюция. Например, в природе встречаются черные леопарды - у них происходит та же мутация, которая дает черных котов. Когда популяция небольшая (как это всегда было у кошек), близкие родственники часто скрещиваются между собой, и повышается вероятность рождения мутантов. Люди видят необычных животных и начинают преимущественно скрещивать кошек, которые «не как у соседей». Такие симпатичные людям изменения ДНК становятся основами новых пород.
Не вредны ли подобные мутации для самих кошек?
Большинство не несут ни особого вреда, ни пользы. Впрочем, иногда эти признаки оказываются довольно важными. Например, очень длинная шерсть для обычных кошек вредна - она мешает лазать по кустам и затрудняет терморегуляцию. Но в уличных популяциях в северных районах длинношерстных кошек больше.
Или возьмем темных кошек - черных и с совсем маленькими светлыми пятнами. Исследователи заметили, что в городах таких кошек значительно больше, чем в деревнях. Одно из объяснений этого факта такое: в городах кошки часто гибнут от действий хулиганов, а темную кошку на фоне асфальта, да еще где-нибудь в неосвещенном проулке заметить сложнее.
«Вытянула» ли селекция из кошек какие-нибудь полезные мутации?
Многие домашние кошки могут пить молоко. В дикой природе эта способность есть только у котят. У взрослых перестает синтезироваться фермент лактаза, который расщепляет лактозу - молочный сахар. Недавно ученые рассмотрели данные полногеномного анализа кошачьей ДНК и обнаружили, что у домашних кошек широко распространена мутация, благодаря которой лактаза образуется в организме на протяжении всей жизни. Кстати, похожая мутация возникла и распространилась у людей - очень многие из нас могут пить молоко до старости без всяких неприятных последствий.
Есть ли у кошек «перспективные» гены, которые позволят вывести породы, не похожие на существующие?
Точно можно вывести гигантских котов - собственно, это уже начали делать, посмотрите на мейн-кунов. Здесь вопрос времени и задачи - если она будет поставлена, то ее удастся решить довольно быстро. Теоретически можно создать и саблезубого кота, соответствующие гены никуда не делись.
Можно использовать для создания пород не классическую селекцию, а генно-инженерные методы?
Ученые расшифровали полный геном кошки и других млекопитающих, так что сегодня можно получать новые признаки, направленно меняя нужные гены, то есть редактируя геном по своему желанию. Генетически млекопитающие очень схожи, и, зная, какие гены за что отвечают у собак (они изучены куда лучше), можно соответствующим образом менять гены кошек. Сегодня довольно часто говорят, что пора уже создавать дизайнерских котов.
Источник
Ирина Якутенко
Домашняя кошка (если, конечно, хозяева отпускают ее погулять) сама выбирает партнера по каким-то значимым для нее критериям. Некоторые из критериев понятны: например, высокий иерархический статус кота, который победил в боях остальных соискателей. Но другие параметры оценки остаются загадкой, и кошка может отказывать самому завидному жениху по одним ей известным причинам. И ее решение никак не изменить. Но сейчас над этой проблемой успешно работают генетики.
Павел Бородин, заведующий лабораторией рекомбинационного и сегрегационного анализа Института цитологии и генетики СО РАН, популяризатор науки, автор книги «Кошки и гены», рассказал «Вокруг света» о новых возможностях в селекции кошек.
Мы занимались анализом рекомбинаций (обмен участками хромосом при образовании половых клеток. - Прим. «Вокруг света») у кошек и выяснили, что у них рекомбинации происходят чаще, чем у остальных млекопитающих. Оказывается, это свойство не только домашних представителей, а семейства кошачьих в целом. К такому выводу пришли испанские ученые, опубликовавшие свою работу вскоре после нашей. Они обнаружили, что у тигров, например, также повышена частота рекомбинаций.
Что дает кошачьим эта особенность?
Дополнительную и, так сказать, безвредную изменчивость. То есть множество изменений кошачьих определяются не вновь возникшими мутациями, а давно накопленными в геноме вариантами. За счет повышенной рекомбинации у родителей котята в одном помете отличаются друг от друга чуть больше, чем в среднем детеныши млекопитающих. Это не глобальные отличия, а более мелкие и в основном количественные, например размер или сообразительность.
Если кошки обладают таким ресурсом изменчивости, почему у них, по сравнению с собаками, так мало пород?
Для получения новой породы одной изменчивости недостаточно. Обязательно должен присутствовать второй фактор - ограничение свободного скрещивания. С кошками было довольно трудно этого добиться: они, как известно, гуляют сами по себе.
Это кажется не слишком принципиальным моментом...
Породы собак, особенно те, что существуют давно, выведены по какому-то признаку: есть охотничьи, декоративные, гончие, сторожевые. Эта функциональность селекции отражена даже в названии пород. Старые, «классические» кошачьи породы преимущественно географические: сиамские, британские и так далее. Основные породы создавались на основе локальных полусвободных популяций. Направленная селекция кошек с сильным ограничением скрещивания - очень недавнее явление, ему от силы лет 70-100.
Рэгдолл - порода кошек с пониженным мышечным тонусом
Собаки разных пород отличаются цветом, размерами и даже характером. Почему так не происходит у кошек?
Это не типично собачья особенность, а результат очень жесткого интенсивного отбора и тщательного подбора пар. У кошек до недавнего времени с последним пунктом были сложности. Сейчас селекция кошек идет точно так же, как селекция собак, и, думаю, в ближайшем будущем появятся «настоящие» кошачьи породы. Они уже сейчас возникают, например лысые кошки, кошки-гиганты мейн-куны.
Селекция собак приводит к появлению существ, которых трудно признать одним видом - чихуахуа и дог никак не могут дать потомство. Не приведет ли «настоящая» селекция кошек к тому, что они разделятся на несколько видов?
В природе помимо «чистых» видов есть множество переходных вариантов. И часто бывает так, что «промежуточные» виды между собой могут скрещиваться, а «крайние» - уже нет. С собаками та же история. Если по каким-то причинам исчезнут все промежуточные формы между чихуахуа и догом, то они, безусловно, станут отдельными видами. Домашние животные - это вообще отличная иллюстрация того, как работает эволюция. Не зря Дарвин начал свой знаменитый труд «Происхождение видов» именно с происхождения домашних животных.
Главный признак, с которым «играют» селекционеры, - окраска. Сейчас есть кошки, кажется, всех цветов радуги. А какими они были изначально?
Судя по всему, африканская, или степная кошка Felis silvestris lybica и является "праматерью" всех современных домашних кошек
Существуют разные версии, от какого предка произошли домашние кошки. Но последние данные расшифровки ДНК показывают, что, скорее всего, это африканская, или степная кошка Felis silvestris lybica - короткошерстный зверь, серый, полосатый, без пятен. Вот это и есть тот самый дикий тип, из которого со временем возникли все остальные.
Как люди добились появления множества пород, сильно отличающихся от дикого типа?
Новые признаки - результаты мутаций. Они возникают у всех организмов, благодаря им существует эволюция. Например, в природе встречаются черные леопарды - у них происходит та же мутация, которая дает черных котов. Когда популяция небольшая (как это всегда было у кошек), близкие родственники часто скрещиваются между собой, и повышается вероятность рождения мутантов. Люди видят необычных животных и начинают преимущественно скрещивать кошек, которые «не как у соседей». Такие симпатичные людям изменения ДНК становятся основами новых пород.
Не вредны ли подобные мутации для самих кошек?
Большинство не несут ни особого вреда, ни пользы. Впрочем, иногда эти признаки оказываются довольно важными. Например, очень длинная шерсть для обычных кошек вредна - она мешает лазать по кустам и затрудняет терморегуляцию. Но в уличных популяциях в северных районах длинношерстных кошек больше.
Или возьмем темных кошек - черных и с совсем маленькими светлыми пятнами. Исследователи заметили, что в городах таких кошек значительно больше, чем в деревнях. Одно из объяснений этого факта такое: в городах кошки часто гибнут от действий хулиганов, а темную кошку на фоне асфальта, да еще где-нибудь в неосвещенном проулке заметить сложнее.
«Вытянула» ли селекция из кошек какие-нибудь полезные мутации?
Многие домашние кошки могут пить молоко. В дикой природе эта способность есть только у котят. У взрослых перестает синтезироваться фермент лактаза, который расщепляет лактозу - молочный сахар. Недавно ученые рассмотрели данные полногеномного анализа кошачьей ДНК и обнаружили, что у домашних кошек широко распространена мутация, благодаря которой лактаза образуется в организме на протяжении всей жизни. Кстати, похожая мутация возникла и распространилась у людей - очень многие из нас могут пить молоко до старости без всяких неприятных последствий.
Есть ли у кошек «перспективные» гены, которые позволят вывести породы, не похожие на существующие?
Точно можно вывести гигантских котов - собственно, это уже начали делать, посмотрите на мейн-кунов. Здесь вопрос времени и задачи - если она будет поставлена, то ее удастся решить довольно быстро. Теоретически можно создать и саблезубого кота, соответствующие гены никуда не делись.
Можно использовать для создания пород не классическую селекцию, а генно-инженерные методы?
Ученые расшифровали полный геном кошки и других млекопитающих, так что сегодня можно получать новые признаки, направленно меняя нужные гены, то есть редактируя геном по своему желанию. Генетически млекопитающие очень схожи, и, зная, какие гены за что отвечают у собак (они изучены куда лучше), можно соответствующим образом менять гены кошек. Сегодня довольно часто говорят, что пора уже создавать дизайнерских котов.
Источник