Роботу коллектива из нескольких научных институтов США опубликовал (http://www.biomedcentral.com/imedia/1273239425343279_article.pdf?random=76838) журнал BMC Biology. Специалисты по молекулярной биологии и генетике смогли выяснить, где впервые появились собаки, уступающие по размеру их диким предкам. Ученые провели анализ генов различных пород собак и сопоставили их с аналогичными генами волка. Удалось восстановить ход событий, которые развивались на протяжении тысяч лет и затронули ген IGF1 (именно его мутация в итоге привела к уменьшению размера тела животных).
Что это за ген?
Ген IGF1, как и многие другие гены, кодирует белок, который носит название инсулиноподобного фактора роста, и, в соответствии со своим названием, регулирует процесс роста и деления клеток. Вместе с гормонами гипофиза он необходим для роста организма в целом и потому неудивительно, что мутация в этом гене могла привести к появлению собак небольших размеров.
Генетика-1
Далеко не все гены кодируют именно белки. В некоторых содержится информация только о молекуле РНК, которая сама по себе может играть важную роль в жизни клетки: например входя в состав "рибосом":http://www.gzt.ru/topnews/science/265268.html.
Генетики знали, в каком именно месте гена произошла мутация, сделавшая возможным превращение обитающих на Ближнем Востоке волков в собак, из которых впоследствии появились карлики вроде пекинесов и чихуахуа. Предыдущие исследования показывали на вполне конкретный фрагмент ДНК (напомним, что ген, по сути, есть кусок ДНК) и столь же определенное место. Точнее, два места — в одном в геном вкралась единственная замена нуклеотидов, а в другом поработали так называемые мобильные генетические элементы.
Генетика-2
Единственная замена нуклеотидов по сути аналогична опечатке в тексте и, как правило, наличие такой опчтки не мешт чтению текста (последнее предложение, в котором автор намерено пропустил несколько гласных, вполне читаемо). Но иногда такие замены приводят к драматическим эффектам: например единственная ошибка в одном из генов может вызывать рак яичников.
Что же касается мобильных генетических элементов, то это фрагменты ДНК, перемещающиеся с места на место и за счет этого оставляющие множество копий по всему геному. В человеческой ДНК таких дубликатов свыше полутора миллионов, и биологи предполагают, что в ряде случаев включение в ген такого лишнего куска может существенно менять его функциональность.
Как изучали?
Чтобы понять, каким же образом за сравнительно короткое время из серого волка получилось множество совершенно разных пород собак, от такс и пуделей до волкодавов и сенбернаров, ученые исследовали 15-ю хромосому, на которой и обнаружились характерные для мелких пород участки ДНК внутри гена IGF1.
Собрав образцы генетического материала от нескольких сотен крупных (массой больше 15 кг) и мелких (масса тела меньше 9 кг) собак двух десятков различных пород, ученые начали при помощи специальных алгоритмов восстанавливать их родословное древо. Оглядываясь и на полученные ими гены диких животных — волков и койотов.От человека к собаке
Не вдаваясь в то, какие алгоритмы применяют генетики для реконструкции родословных, отметим, что применимы они не только к животным, но и к человеку. Так, например, многие данные о расселении людей по Земле получены именно за счет анализа ДНК.
У последних, как показало исследование, не оказалось ни «опечатков маленького роста», ни вклинившегося в ген IGF1 мобильного генетического элемента. Сопоставление же тех пород, у которых эти признаки появились, пролило свет на сроки и место: Ближний Восток, не менее 12 тыс. лет назад. Что, кстати, согласуется и с данными археологов, именно такой возраст имеют и самые ранние из найденных ими костей собак небольшого размера.
Исключение
Необходимо подчеркнуть, что у многих правил есть исключения. И «опечатка», вызывавшая появление небольших собак, есть в том числе и у нескольких пород, которые назвать «мелкими» язык не повернется — например, у ротвейлеров.
Почему?
Что привело к появлению небольших собак? И почему пород собак несравненно больше, чем пород кошек, а разница между пекинесом и московской сторожевой многократно больше, чем между даже домашней кошкой, манулом и камышовым котом?
На первый вопрос ответ звучит так: в поселениях первых земледельцев внутри жилищ было не так много места, чтобы держать там крупных собак. По мнению авторов статьи в BMC Biology, именно этот фактор способствовал отбору как можно более компактных животных.
А поскольку процесс одомашнивания собак шел не только среди земледельцев, но и среди охотников, то параллельно возникло несколько разных разновидностей домашних собак, что способствовало большему генетическому разнообразию. Требования, которые человек предъявлял к пастушьим собакам, были совершенно иными, чем требования к собаке, живущей среди занятых сельским хозяйством. Для охраны стада скорее требовалось сочетание массы, силы и скорости — а не компактности и неприхотливости.