A kutyák a Föld legváltozatosabb állatai: hogyan lehetséges ez?

Úgy tűnik, hogy a kitartó kutatásoknak hála végre tudjuk, hogy mi áll a kutyák oly változatos méretei és formái mögött, ami talán segíthet feltárni az emberi genetikai betegségek összetettségét is.

Lássuk hát, hogy a legváltozatosabb faj a Földön hogyan támogatja az emberiséget azon túl, hogy kitart mellette a legnehezebb időszakokban is.

A legváltozatosabb faj az ember legjobb barátja

A kutyákat mind praktikus, mind öncélú okokból mesterségesen a bolygó legváltozatosabb állatává fejlesztettük. És ha jobban belegondolsz, a ma létező körülbelül 400 kutyafajta alig néhány száz éve létezik. A tenyésztők felgyorsították az evolúció normál ütemét azáltal, hogy a különböző kutyák tulajdonságait kombinálták, hogy ezzel hangsúlyosabbá tegyék a vágyottakat.

A tenyésztők természetesen arra nem gondoltak akkor, hogy miközben új fajtákat hoznak létre, a négylábú anatómiáját meghatározó génekkel is foglalkoznak közvetetten. Később sokáig úgy vélték, hogy a kutyák morfológiai (alaktani) sokfélesége mögött egyenértékű genetikai sokféleség rejlik. A rohamosan fejlődő kutyás kutatások az elmúlt években azonban ezzel ellentétes következtetésre jutottak: a formák, színek és méretek hatalmas mozaikját nagyrészt csupán néhány génrégió változása határozza meg. A tacskó kicsiny mérete és a rottweiler masszív teste közötti különbség egyetlen gén szekvenciáján múlik. Hogy maradjunk a tacskónál – a fajta tömzsi lábai és az agár karcsú virgácsai közötti különbségben szintén egyetlen másik gén szekvenciája a különbség. És ugyanez igaz minden fajtára, és szinte minden fizikai tulajdonságra is.

A háziasítás teret engedett a tökéletlenségeknek

A CanMap nevű projekt a Cornell Egyetem, a UCLA és a National Institutes of Health együttműködésében jött létre. A kutatók több mint 900 kutyától (80 fajta képviselői) gyűjtöttek DNS-t, valamint vadon élő kutyafajtáktól, például szürke farkasoktól és prérifarkasoktól. Arra jöttek rá, hogy a testméretet, a szőrhosszt, típust, színt, az orr alakját, a fül helyzetét, és a megjelenést meghatározó egyéb tulajdonságokat mindössze 50 genetikai kapcsoló vezérli.

Robert Wayne, a UCLA biológusa szerint a házi kutyák sokfélesége egy kis genetikai eszközkészletből fakad. „A vörös haj, az alkoholizmus vagy a mellrák génjéről szóló médiajelentések azt a hamis benyomást keltik, hogy a legtöbb tulajdonságot csak egy vagy maximum néhány gén szabályozza. Valójában a kutya morfológiájának Tinkertoy (gyerekek számára készült építőkészlet apró darabokból – a szerk.) genetikája teljesen rendellenes. A természetben egy fizikai tulajdonság vagy betegségi állapot általában sok gén összetett kölcsönhatásának eredménye, amelyek mindegyike csak töredékes hozzájárulást jelent. Az ember magasságát például mintegy 200 génrégió kölcsönhatása határozza meg” – magyarázta a kutató.

Akkor miért ennyire mások a kutyák? A válasz a kutatók szerint szokatlan evolúciós történetükben rejlik. Valamikor 20 000 évvel ezelőtt kezdődhetett, nagy valószínűséggel akkor, amikor a szürke farkasok az ember lakta településeken hozzájutottak a húshoz, dögökhöz. Végül a kapcsolat alakult ki a két faj között. Szépen lassan elkezdtünk munkát adni az ebeknek a vadászat, az őrzés és később a társas lét területein. A vadon könyörtelenségétől védve ezek a félig-meddig háziasított ebek akkor is túléltek, ha olyan káros genetikai mutációkat hordoztak, mint például a megrövidült, zömök lábak. (Ezek a példányok a vadonban hamar elpusztultak volna.)

Problémából kovácsoltak erényt

Több ezer évvel később a tenyésztők meglátták a lehetőséget ebben a változatos nyersanyagban, és elkezdtek vele kísérletezni. Vagy kiemeltek egy vágyott tulajdonságot, vagy megpróbálták leutánozni a mutációt. Ahogy elkezdett kirajzolódni egy csoport a kívánt azonos tulajdonságokkal felvértezve, úgy egy idő után elismerték azt új fajtaként. Ez a típusú mesterséges szelekció általában a nagy hatással bíró, egyedi géneket részesítette előnyben, lehetővé téve a tulajdonságok gyorsabb rögzítését.

Ez pedig megdöbbentő, de segíthet megérteni számos genetikai rendellenességet is, amely az embereknél okoz problémát. Már több mint száz kutyabetegséget térképeztek fel bizonyos gének mutációira, sok közülük emberi megfelelőkkel is rendelkezik. Ám mivel a kutyákat genetikailag néhány eredeti egyedből kifejlesztett fajtákra különítették el, mindegyik fajtának sokkal kisebb készlete van az adott hibás génekből. Például a Cornell kutatói a retinitis pigmentosa degeneratív szembetegséget tanulmányozva 20 különböző kutyagént találtak, amelyek a rendellenességet okozzák. Érdekes azonban, hogy a schnauzereknél más gén volt a tettes, mint az uszkároknál. Ezzel pedig a kutatók lehetőséget kaptak arra, hogy a hibás gént a megfelelő helyen keressék az emberekben.

Ezt úgy tudjuk leegyszerűsíteni, hogy míg a viktoriánus tenyésztők az ízlésüknek megfelelő kutyákat készítettek, addig genetikailag izolált populációkat is létrehoztak. A lehetőségek különösen bőségesek: például a rák esetében, amelynek bizonyos típusai egyes kutyafajtáknál az esetek 60%-ban is megjelenhetnek, míg 10 000 emberből csak egyetlen egyben. Mondhatjuk hát, hogy ebben az esetben a kutatáshoz szükséges terepmunkát a tenyésztők végezték és végzik.