Több mint 4000 kutya DNS-ét vizsgálták, ezt tudták meg a viselkedésükről: sosem végeztek még ekkora genetikai kísérletet ebeken

Habár általánosságban tudunk mondani egy-egy fajtára vagy egy adott munkára kitenyésztett kutyára jellemző tulajdonságokat, kétségkívül mindannyian egyedi személyiségek. Ehhez pedig az is társul, hogy hogyan nevelkedtek, milyen minőségű volt szocializációjuk.

A kutyák szelektív tenyésztése változatos fajtákat hozott létre, amelyeket gyakran speciális feladatok elvégzésére optimalizáltak. A fajtára jellemző viselkedési tulajdonságok örökölhetősége ellenére az ok-okozati lókuszok azonosítása kihívást jelent a kutatók számára a kutyapopuláció szerkezetének összetettsége miatt. A tudósok célja az volt, hogy a kutyák viselkedésének genetikai mozgatórugóinak azonosításával kapcsolatos régóta fennálló nehézségeket áthidalják azáltal, hogy kidolgoztak egy keretet a fajták és az őket meghatározó viselkedési formák közötti kapcsolatok megértéséhez. Az amerikai Országos Egészségügyi Intézet kutatói több mint 200 kutyafajta DNS-mintáinak segítségével és közel 50 000 kisállat-tulajdonossal végzett felmérésnek az elemzésével számos olyan gént azonosítottak, amelyek bizonyos kutyafajták viselkedéséhez kapcsolódnak.

A legnagyobb kutyagenetikai kísérlet zajlott

„A legnagyobb, legsikeresebb genetikai kísérlet, amit az emberek valaha is végeztek” – mondta Elaine Ostrander, a vezető szerző, a Kutyagenom Projekt alapítója a National Human Genome Research Institute-nál. „Szükségünk volt kutyákra, hogy tereljük, szükségünk volt rájuk, hogy őrködjenek, szükségünk volt rájuk, hogy segítsenek nekünk vadászni, és a túlélésünk közvetlenül ettől függött.”

„A kutyák viselkedése mögött meghúzódó gének azonosítása történelmileg kihívást jelent” – mondja Emily Dutrow, a National Human Genome Research Institute posztdoktori munkatársa. „A kutyapopuláció dinamikájának inherens összetettsége az esztétikai és morfológiai jellemzőkre gyakorolt ​​különböző mértékű szelektív nyomás jellemzi, amelyek közül néhány viselkedési tulajdonságokhoz köthető, így a kutyák viselkedésének genetikájának pontos meghatározása bonyolult lehet.”

A kennelklubok általában a kutyafajtákat a legmegfelelőbb munkakörök alapján kategorizálják. A kutatók több mint 4000 fajtatiszta, keverék és félig elvadult kutya, valamint vadon élő kutyafélék teljes genomjának adatait gyűjtötték össze, hogy megtalálják azoknak a viselkedési tendenciáknak a genetikai mozgatórugóit, amelyek az ebeket bizonyos feladatok elvégzésére alkalmassá teszik.

10 fő genetikai vonalat azonosítottak

Dutrow és csapata az eredetileg egyedi sejtek, nem pedig egész szervezetek tanulmányozására kifejlesztett számítási eszközök alkalmazásával több száz kutyafajta között 10 fő genetikai vonalat azonosított, kizárólag DNS-adatok alapján. A kutatók azt találták, hogy az egyes leszármazási vonalak a fajták egy bizonyos kategóriájának felelnek meg, amelyeket korábban olyan feladatokhoz használtak, mint a szaglás vs látás segítségével történő vadászat; a terelés vs nyájőrzés, ami azt jelzi, hogy a közös génkészletek felelősek a hasonló feladatokra alkalmas kutyafajták viselkedéséért.

E viselkedések természetének megértése érdekében a kutatók egyéni kutyaszakértőkhöz fordultak: a kisállat-tulajdonosokhoz. A kutatók 46 000, fajtatiszta kutyatulajdonosoknak küldött viselkedésértékelési felmérést felhasználva egyedi viselkedési tendenciákat azonosítottak a 10 genetikai vonal között. Például a megnövekedett zsákmányszerzéshez kapcsolódó viselkedések a terrier leszármazási vonalhoz kapcsolódnak, amely olyan fajtákat tartalmaz, amelyeket történelmileg a zsákmány megfogására és megölésére használtak.

A juhászkutyák a központban

„Miután jelentős viselkedési tendenciákat állapítottunk meg a főbb kutyavonalakkal, azonosítottuk ezeknek a viselkedéseknek a genetikai mozgatórugóit egy genomszintű asszociációs vizsgálattal a DNS-mintákon” – mondja Dutrow. „Különösen a juhászkutyák érdekeltek minket, akik az egyik legkönnyebben meghatározható fajtajellegű viselkedést mutatják, amelyet az ösztönös terelési hajtóerő jellemez, párosulva egyedi motoros mintákkal, amelyek összetett módon mozgatják a nyájakat.”

A kutatók vizsgálata nyomán olyan speciális génekhez jutottak, amelyek a terelőkutyák agykábelezésében vesznek részt. Azt találták, hogy az axonirányításban, az agyi áramköröket alakító folyamatban részt vevő gének közelében lévő változatok nagymértékben gazdagnak tűntek. Azt is látták, hogy gazdagodnak a gének, amelyek fontosak a szociális kognícióban részt vevő agyterületek fejlődésében és a tanult félelemreakciókban.

„Amikor kap egy bizonyos impulzust vagy ingert, az, hogy az milyen mértékben vált ki reakciót az agy különböző részein, befolyásolja viselkedésünket” – mondja Ostrander. „Tehát, ha az idegek az agyterületeken belül és azok között nem kommunikálnak meghatározott módon, akkor a viselkedés nem történik meg, és itt jönnek be az axon-vezető gének.”

A juhászkutyákkal kapcsolatos genetikai változatok gyakran olyan gének közelében helyezkednek el, amelyek részt vesznek az efrin jelátvitelében, egy axon-irányítási folyamatban, amely részt vesz az agy fejlődésében, és más fajok, köztük az ember viselkedésében is szerepet játszik. Például a juhászkutyával asszociált EPHA5 gént az emberi figyelemhiányos hiperaktivitási zavarral (ADHD) és más emlősök szorongásszerű viselkedésével is összefüggésbe hozták. Ezek az eredmények segíthetnek megérteni a juhászkutyák magas energiaigényét és hiperfókuszukat, amikor feladatot kapnak.

„Ugyanazok az útvonalak, amelyek az emberi neurodiverzitásban szerepet játszanak, szerepet játszanak a kutyák származási vonalai közötti viselkedésbeli különbségekben, ami azt jelzi, hogy ugyanaz a genetikai eszköztár használható embereknél és kutyáknál egyaránt” – mondja Dutrow.

„Emily módszertana lehetővé tette számára, hogy egyetlen megközelítésben, egyetlen kísérletben és előzetes feltételezések nélkül megörökítse a kutyatenyésztés különböző történetét szerte a világon” – mondja Ostrander. „Miután 30 éven át próbáltuk megérteni a pásztorkutyák terelésének genetikáját, végre kezdjük megfejteni a rejtélyt.”