孟加拉貓的野性外表源自家貓DNA
研究人員對數百隻孟加拉貓進行了研究,以揭示其豹紋的遺傳起源,結果發現它們的外觀主要源自馴化貓。孟加拉貓因其外表而備受推崇;這些家養寵物身上奇特的大理石花紋和斑點被毛讓它們看起來就像小巧、光滑的叢林貓。但是,這些被毛的來源–據推測來自亞洲豹貓與家貓繁殖的基因–卻並不那麼奇特。
史丹佛大學醫學院的研究人員與孟加拉貓飼養者合作發現,孟加拉貓的彩虹光澤和豹紋圖案可追溯到家貓基因,而這些基因是在孟加拉貓與野貓繁殖後被積極選擇的。
「遺傳學榮譽教授、醫學博士格雷戈里-巴什(Gregory Barsh)說:”作為孟加拉貓品種獨特外觀基礎的大多數DNA變化在家貓中一直存在。實際上,是育種的力量讓它們脫穎而出”。
在3 月25 日在線發表在《當代生物學》(Current Biology)雜誌上的一項研究中,巴什和他的同事分析了15 年來從近1000 只孟加拉貓身上收集到的基因。巴什是這篇論文的資深作者。
這些結果不僅揭示了孟加拉貓的皮毛,還有助於回答更廣泛的問題,即遺傳學如何編碼外觀,以及不同基因如何共同作用產生顏色、圖案和身體特徵。
孟加拉貓的獨特特徵來自於家貓的基因,而非豹貓的祖先,經過選擇性繁殖,這些特徵才得以凸顯。
野生起源
巴什和他的同事,包括資深科學家克里斯托弗-凱林(Christopher Kaelin)博士,利用貓和其他動物來研究身體特徵的遺傳學。在先前的研究中,他們發現了導致虎斑貓被毛顏色變化和阿比西尼亞貓身上獨特斑紋的基因。
“巴什說:”最重要的問題是基因變異如何導致外觀變異。這個問題對不同物種有各種影響,但我們認為貓是研究這個問題的一個特別簡單的方法。 “
從1960 年代到80 年代,在生物學家讓-米爾斯(Jean Mills)的領導下,飼養員們將野生亞洲豹貓(Prionailurus bengalensis)與家貓雜交,培育出了一種視覺效果極佳的新貓種。經過許多世代的努力,具有理想體貌特徵和性情的貓逐漸被選育出來。 1986 年,孟加拉貓被國際貓科動物協會認定為自己的新品種。
巴什和凱林認為,孟加拉貓的遺傳起源較近,外觀獨特,是研究遺傳變異如何導致形態、顏色和圖案多樣性的特別有趣的方法。 2008 年,他們開始聯繫養貓人,參加貓展,並收集孟加拉貓的頰拭子和照片。
基因分析表明,孟加拉貓的奇特外觀是由經過挑選的家養基因造成的,從而揭穿了關於其野生遺產的神話,並改進了育種策略。
基因驚喜
史丹佛大學醫學院的研究團隊懷疑,孟加拉貓可能會給他們一個簡單的方法,來探討自然進化的野貓顏色和圖案的遺傳學。但在對947 個孟加拉貓基因組進行定序後,他們發現了一些令人驚訝的現象:野生亞洲豹貓基因組中沒有任何部分在所有孟加拉貓中都能找到。
“幾乎所有的孟加拉貓飼養者和主人都認為,家養孟加拉貓的獨特外觀一定來自豹貓,”Barsh 說。 “我們的研究顯示事實並非如此。”
相反,基因特徵表明,孟加拉貓的獨特外觀是家貓基因變異的結果。研究團隊在專門研究”閃光”時也發現了類似的情況:大約60% 的孟加拉貓擁有特別柔軟的彩虹色皮毛,在陽光下就像金子一樣閃閃發光。他們發現,Fgfr2 基因的突變是導致閃閃發光的原因,而這種突變並非來自豹貓,而是來自家貓。閃閃發光和潛在的Fgfr2基因突變幾乎是孟加拉貓特有的。有趣的是,這種突變降低了Fgfr2 所編碼蛋白質的活性,而不是像許多突變那樣使其失去活性。研究人員說,這揭示了基因變異是如何導致外觀發生微妙變化的。
最後,Barsh 和Kaelin 的研究小組分析了”黑炭色”孟加拉貓的遺傳學,這是一種罕見的顏色較深的孟加拉貓。他們發現了一種與黑炭色有關的豹貓基因,但只有當這種基因與家貓基因組結合時才會產生黑炭色。這種豹貓基因被稱為”Asip”,當它與家貓基因混合時,基本上就不能很好地發揮作用–這種現像被稱為”基因組不相容”。因此,在豹貓身上,Asip不會導致黑炭色,但在家貓身上,相同的基因卻會導致黑炭色。
巴什解釋說:”不同物種之間的雜交可能會自然發生,這也是在許多人類基因組中發現少量尼安德特人DNA的原因。但野生豹貓和家貓之間的差異比人類和黑猩猩之間的差異還要大,看到這些遠親物種的DNA如何能夠在一種受歡迎的伴侶動物身上存在並共同發揮作用,這實在是太了不起了”。
促進生物學和育種學的發展
對孟加拉貓特徵遺傳起源的深入了解已經在幫助孟加拉貓飼養者調整飼養方式,以創造出新的顏色和花紋。在過去的15 年裡,巴什和凱林與孟加拉貓組織密切合作,並在貓展上發表演講。他們經常將祖先和基因數據回饋給飼養者,以幫助指導他們的繁殖。
“育種者對我們的數據非常感興趣,”Kaelin 說。 “他們不僅想貢獻自己貓咪的DNA,還想參與進來,幫助分析數據並聽取我們的結果。這是一次很好的合作,也是公民科學的真正範例。”
研究人員說,人工選擇的威力有多大,這點值得借鑒,因為如果沒有亞洲豹貓的幫助,孟加拉貓的皮毛很可能就會被選出來。
巴什說:”人們有一種想法,認為我們必須獲得這些遠緣動物才能培育出美麗的個體和設計動物。但事實證明,所有的多樣性早已在家貓基因組中等待著我們。”
編譯自: ScitechDaily