A kutatók szerint újra kell írni a tankönyveket: évtizedes rejtélyt fejtettek meg a kutyák szőrmintájával kapcsolatban

A tudósok megfejtették a kutyák szőrzetmintáinak öröklődését, annak rejtélyét. Rájöttek, hogy az ebek és a farkasok világos szőrzetéért felelős genetikai változat több mint két millió évvel ezelőtt keletkezett a modern farkas mára kihalt rokonából. A különböző szőrzetminták öröklődésének mechanizmusát a tudósok már évtizedek óta vitatják. Most kiderült, jóval régebbre kell visszamenni az időben, mint eleinte gondolták.

A kutatók, köztük Tosso Leeb, a Berni Egyetem Genetikai Intézetének munkatársának végre sikerült megoldania az évtizedes rejtélyt. A szakértők nemcsak azt tisztázták, hogy a szőrzet színmintái miként szabályozhatók genetikailag, hanem azt is felfedezték, hogy a világos szőrzet színe a fehér sarkvidéki farkasokban és sok modern kutyában annak a genetikai változatnak köszönhető, amely egy régen kihalt fajból származik. A tanulmány a Nature Ecology and Evolution tudományos folyóiratban jelent meg.

Sokáig tévedtek a tudósok is

A farkasok és a kutyák két különböző típusú pigmentet tudnak előállítani. A feketét, azaz az eumelanint, valamint a sárga feomelanint. E két pigment pontosan szabályozott előállítása a megfelelő időben és a test megfelelő helyén nagyon eltérő szőrzetmintákat eredményez. A vizsgálat előtt négy különböző mintát ismertek fel a kutyákon. Számos elmélet született arról, hogy milyen genetikai folyamatok okozzák ezeket a mintázatokat. Azonban a több ezer kutyán végzett genetikai vizsgálatok ellentmondásos eredményeket hoztak. Ez azt jelentette, hogy a szőrzetminták öröklődésével kapcsolatos meglévő ismeretek hiányosak és nem teljesen helytállóak.

A szőrzet kialakulása során az úgynevezett agouti jelzőfehérje jelenti a szervezet fő kapcsolóját a sárga feomelanin termelésében. Ha az agouti jelzőfehérje jelen van, a pigmentet termelő sejtek sárga feomelanint szintetizálnak. Ha nincs jelen agouti jelzőfehérje, fekete eumelanin képződik.

Újra kell írni a tankönyveket?

Az agouti jelzőfehérje génjének több iniciációs helye van a genetikai információk olvasásához, ezeket nevezzük promótereknek. A kutyáknak egyrészt ventrális promóterük van, amely felelős az agouti jelzőfehérje hasi termeléséért. Másrészt a kutyáknak van egy szőrciklusra specifikus promótere, amely közvetíti az agouti jelzőfehérje termelését a szőr növekedési szakaszaiban, és lehetővé teszi a csíkos mintázat kialakulását.

A kutatók először részletesen, több száz kutyában jellemezték ezt a két promótert. Felfedezték a ventrális promóter két változatát. Az egyik változat normál mennyiségű agouti jelzőfehérje termelését közvetíti. A másik változat nagyobb aktivitással rendelkezik, és megnövekedett mennyiségű agouti jelzőfehérjét termel. A kutatók a szőrciklusra specifikus promóter három különböző változatát is azonosították. Az egyéni promótereknél összesen öt különböző kombinációt azonosítottak, amelyek különböző szőrzetmintákat okoznak a kutyáknál.

„A tankönyveket újra kell írni, mivel a kutyák korábban elfogadott négy különböző mintája helyett öt van” – mondja Leeb.

Váratlan betekintés a farkasok fejlődésébe

Mivel a bolygó különböző régióinak farkasaiból származó sok genom nyilvánosan hozzáférhetővé vált, a kutatók tovább vizsgálták, hogy az azonosított genetikai változatok a farkasokban is léteznek-e. Ezek az elemzések azt mutatták, hogy a hiperaktív ventrális és szőrciklusra specifikus promóterek variánsai már jelen voltak a farkasokban a modern kutyák háziasítása előtt, ami körülbelül 40 000 évvel ezelőtt kezdődött.

Valószínűleg ezek a genetikai változatok megkönnyítették a világosabb szőrzetű farkasok alkalmazkodását a hóban gazdag környezethez az elmúlt jégkorszakokban. Ma a teljesen fehér sarkvidéki farkasok és a világos színű farkasok a Himalájában még mindig hordozzák ezeket a genetikai változatokat.

A génszekvenciák további összehasonlítása a canidae család más fajaival nagyon meglepő eredményeket hozott. A kutatók kimutatták, hogy a szőrciklusra specifikus promóter túlzottan aktív változata világos színű kutyáknál és farkasoknál több hasonlóságot mutat az olyan nagyon távoli rokon fajokkal, mint az aranysakál vagy a prérifarkas, mintsem az európai szürke farkassal.

„Ennek a váratlan megállapításnak az egyetlen elfogadható magyarázata ennek a változatnak az ősi, több mint két millió évvel ezelőtti eredete, a farkasok mára már kihalt rokonában” – mondja Leeb. A génszegmenst több mint kétmillió évvel ezelőtt a farkasok kihalt rokonával való hibridizációs események alkották. Így ennek a kihalt fajnak egy kis DNS-darabja ma is megtalálható a sárga kutyákban és a fehér sarkvidéki farkasokban. „Ez emlékeztet arra a látványos megállapításra, hogy a modern emberek a DNS-ek kis részét hordozzák a genomjukban a mára kihalt neandervölgyiekből” – tette hozzá Leeb.

(Képek: Getty Images Hungary)