Новое исследование показывает, как дикие кролики генетически превращаются в домашних

Результаты исследования, опубликованного в Science, дают ответы на многие генетические вопросы – сообщает sciencedaily.com.

Одомашнивание животных и растений, необходимое условие для развития сельского хозяйства, является одной из наиболее важных технологических революций в человеческой истории. Одомашнивание животных началось еще от 9 000 до 15 000 лет назад и изначально в него были вовлечены собаки, крупный рогатый скот, овцы, козы и свиньи. Кролики были одомашнены значительно позже, около 1 400 лет назад, в монастырях на юге Франции. Считается, что кролики были одомашнены потому, что католическая церковь заявила, будто крольчата не считаются ни мясом, ни рыбой, и поэтому их можно было есть во время Великого поста. Когда произошло одомашнивание, дикий предок, Европейский кролик (Oryctolagus cuniculus), был ограничен Пиренейским полуостровом и югом Франции.

«Есть несколько причин, по которым кролик является превосходным образцом для генетических исследований одомашнивания: его приручение был относительно недавним, мы знаем, где оно произошло, и этот регион по-прежнему густо населен дикими кроликами», объясняет Мигель Карнейро из CIBIO/Inbio (Исследовательского центра биоразнообразия и генетических ресурсов) университета Порту, один из ведущих авторов документа. «Дикие кролики также служат прекрасным примером для генетических исследований ранних стадий видообразования, как показано в сопутствующем исследовании, опубликованном в PLoS Genetics», добавляет Мигель Карнейро.

Сначала ученые расшифровали весь геном одного домашнего кролика, чтобы разработать ссылочный геномный набор. Тогда они заново установили последовательности полных геномов домашних кроликов, представляющих шесть различных пород, и диких кроликов, отобранных в 14 различных местах по всему Пиренейскому полуострову и южной Франции.

«Ни одно из предыдущих исследований одомашнивания животных не включало такого тщательного изучения генетической изменчивости у диких видов-предков. Это позволило нам определить генетические изменения, которые произошли во время одомашнивания кролика», говорит Лейф Андерссон, представляющий Университет Упсала, Шведский университет сельскохозяйственных наук и Сельскохозяйственный и политехнический университет Техаса.

В отличие от домашних, дикие кролики обладают очень сильной реакцией бегства, потому что на них обычно охотятся орлы, ястребы, лисы и люди, и, следовательно, им нужно быть очень бдительными и реактивными, чтобы выжить в дикой природе. На самом деле, Чарльз Дарвин писал в труде «О происхождении видов», что «... нет животного более трудного в приручении, чем молодой дикий кролик; и нет животного более кроткого, чем молодой домашний кролик». Дарвин использовал домашних животных в качестве доказательства правильности идеи, что фенотип можно изменить выбором. Ученым, участвующим в данном исследовании, уже удалось выявить генетическую основу этого замечательного изменения в поведении, и изучение обеспечило важные новые выводы о процессе одомашнивания.

«Приручение кролика в первую очередь произошло за счет изменения частоты генных вариантов, которые уже присутствуют у дикого предка. Наши данные показывают, что одомашнивание в основном вовлекает небольшие изменения во многих генах, а не кардинальные изменения в нескольких генах», утверждает Керстин Линдблад-Тох, соавтор исследования, директор кафедры генной биологии позвоночных института Броада Массачусетского технологического института и Гарварда, профессор в университете Упсалы и содиректор лаборатории «Наука для жизни».

Команда наблюдала очень мало примеров, когда вариант гена, распространенного у домашних кроликов, полностью заменил вариант гена, присутствующего у диких; это были скорее сдвиги в частотах этих вариантов, преимущественно встречающиеся у домашних кроликов.

«Интересным следствием этого является то, что если вы отпустите домашних кроликов в дикую природу, есть возможность обратного отбора тех генов, которые были изменены в течение одомашнивания, потому что варианты «дикого типа» редко полностью потеряны. На самом деле, это то, что мы планируем изучить в дальнейшем», комментирует Мигель Карнейро.

Ученые не нашли ни одного примера, в котором ген был бы инактивирован в процессе одомашнивания кролика и было бы намного больше изменений в некодирующей части генома, чем в частях генома, которые кодируют белок.

«Результаты, которые у нас есть, очень четкие; разница между дикими и прирученными кроликами не в том, какие гены они несут, но в том, как их гены регулируются, к примеру – когда и сколько из каждого гена используется в различных клетках», объясняет Мигель Карнейро.

Исследование также показало, какие гены были изменены в течение одомашнивания. Исследователи были поражены сильным обогащением генов, участвующих в развитии мозга и нервной системы, среди генов, являющихся особенно целевыми при одомашнивании.

«Но это, конечно, совершенно логично в связи с резкими изменениями в поведении между дикими и домашними кроликами», заключает Керстин Линдблад-Тох.

Исследование показывает, что дикий кролик является высокоэффективным полиморфным видом, который несет варианты гена, которые были благоприятными для одомашнивания, и что накопление множества мелких изменений привело к торможению сильной реакции бегства – одно из самых известных фенотипических изменений в эволюции домашнего кролика.

«Мы прогнозируем, что аналогичный процесс произошел и у других домашних животных, и что мы не найдем несколько конкретных «генов одомашнивания», которые были бы важны для приручения. Вполне вероятно, что подобное разнообразие вариантов гена, воздействующих на мозг и нервную систему, имеется и в человеческой популяции и это вносит свой вклад в различиях в личностях и поведении», говорит Лейф Андерссон.

История взаимодействия человека и кроликов многогранна: так, в книгу рекордов Гиннеса попал 25-килограммовый кролик, а вот на шотландском острове Канна кролики вытесняют местных жителей.