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大狗狗和小狗狗,体型为什么差那么多?

发布: 2022-11-15 10:28  | 来源:未知 | 编辑:4908.com | 查看:

  一个能解释犬科体型范围的遗传变异或源于古代狼。

 

  从吉娃娃到大丹犬,狗是个体间体型差异最大的哺乳动物。最新研究表明,导致犬类体型差异的基因突变有个意料之外的来源:古代狼[1]。

 

 

  该突变位于一个名叫IGF1的基因附近,15年前研究者指出IGF1基因在犬的体型变化中具有重要作用。随后, 20多个类似基因陆续被发现。然而,科学家一直未能找出决定性的遗传变异。

 

  Elaine Ostrander说:“IGF1基因可让我们头痛了。” Ostrander是美国国家人类基因组研究所的遗传学家,她领导了2007年的一项研究,首次确定了IGF1基因影响狗的体型[2]。最近,她领导的另一项研究补充了上述研究,《当代生物学》杂志于1月27日发表了Ostrander团队的新成果。

 

  在过去三万年里由狼驯化而来的古代犬,体型多少有所差异。但现代狗个体间体型差异非常夸张,最大的比最小的大将近40倍——而这是过去200年里出现的情形,随着人类培育现代品种而发生。

 

  Ostrander和同事们,包括法国国家健康与医学研究院-雷恩大学的遗传学家Jocelyn Plassais,分析了1400多种犬科动物的基因组,其中包括古代犬、狼、郊狼和230种现代犬。

 

  体型控制

 

  研究人员将IGF1基因附近区域的变异与犬和野生犬科动物体型进行比较,其中一个变异引起了他们的注意。该突变所处的DNA片段编码名为长链非编码RNA的分子,它参与控制IGF1蛋白水平,后者是一种强效生长激素。

 

  研究人员找出了该突变的两组等位基因。Ostrander等人发现,携带其中一个等位基因的两个拷贝的狗体重往往低于15公斤,而携带另一个等位基因的两个副本的狗往往超过25公斤。分别携带两个等位基因各一个副本的狗则是中等体型,Ostrander说。同时,与带着两个“小”等位基因副本相比,携带两个大体型等位基因两个副本的狗,血液中IGF1蛋白水平也更高。

 

 

  当观察其它犬科动物的基因组时,研究者发现了类似的关系。Ostrander说:“这种突变不仅存在于狗,它也存在于狼、狐狸、郊狼……等等,跨越了所有的犬科动物。”

 

  矮小的祖先

 

  研究人员认为,与小体型相关的等位基因在演化上比大体型的等位基因古老得多。郊狼、胡狼、狐和他们研究的大部分犬类都携带“小体型”的两个副本,这意味着这组等位基因是这些动物的共同祖先携带的。

 

  目前并不清楚大体型等位基因是何时演化的。研究人员发现,5.3万年前生活在西伯利亚的一种古代狼携带该等位基因的一个副本,其它古代狼和现代的灰狼往往携带两个副本,这或许意味着大体型等位基因对狼有利。

 

  加州大学洛杉矶分校的演化生物学家Robert Wayne说,科学家过去普遍认为,小体型是比较新的遗传变化,可能为犬所独有。“这项研究从头打破了过去的看法,这是整件事奇妙的地方。”

 

  麻省大学医学院的遗传学家Elinor Karlsson说,这项研究或许表明,狗可能是由跟现在的灰狼不同的小型狼驯化而来的。她说:“我们甚至不知道作为狗祖先的狼长什么样子。”

 

  研究人员提醒道,关于狗体型的研究还远远不够完整。Plassais希望研究出该突变如何影响IGF1蛋白水平。而且这个变异还不是狗体型的唯一决定因素:IGF1基因本身只占不同品种间变异的15%。

 

  Karlsson说:“我们不是在谈论使狼变成吉娃娃大小的突变。我们说的是能让你变小一点的诸多基因当中的一个。”

 

  参考文献:

  1。 Plassais, J。 et al。 Curr。 Biol。 https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.12.036 (2021)。

  2。 Sutter, N。 B。 et al。 Science316, 112–115 (2007)。

  原文以Big dog, little dog: mutation explains range of canine sizes为标题发表在2022年1月27日《自然》的新闻版块上

  © nature   doi: 10.1038/d2022-11-15-0

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