ژنوم، تکامل و اهلی شدن گربه ها

19 کروموزوم ژنوم گربه منبع (18 اتوزوم و یک کروموزوم X) حاوی 2.35 میلیارد جفت باز است. این ژنوم دارای 19500 ژن رمز کننده پروتئین و 1850 RNA غیر کد کننده است که این تعداد بسیار شبیه سگ ها می باشد

دوستداران گربه ها، نوبت شماست!

این ماه در مجله Proceeding of the National Academy of Sciences دکتر Mike Montague و همکارانش اولین ژنوم مرجع برای گربه خانگی را منتشر کردند. تحقیقات آنها دیدی در زمینه ژنتیک و زیست شناسی گربه سانان، تکامل و علاوه بر آن اهلی شدن آنها فراهم آورده است. اخیرا گربه از نظر محبوب بودن حیوان خانگی در دنیا از سگ پیشی گرفته است و جمعیت جهانی در حدود ۶۰۰ میلیون را به خود اختصاص داده است. بسیاری از افراد، مصریان باستان را مسئول اهلی سازی گربه می دانند اما شواهد باستان شناسی وجود دارد که نشان می دهد گربه ها و انسان ها ۵۰۰۰ سال پیش در چین و ۹۵۰۰ سال پیش در قبرس در کنار هم زندگی می کرده اند.  در هر دو صورت، این ارتباط جدید به نظر می رسد که با پیدایش کشاورزی برای تغذیه انسان ها به وجود آمده و کاملا مشخص است که چه اتفاقی رخ داده: کشاورزی و ذخیره کردن دانه های گیاهی موجب جذب جوندگان (خصوصا موشها) شده و جوندگان نیز گربه ها را جلب می کردند.

مسیر اهلی سازی گربه ها با بیشتر حیوانات اهلی شده که به صورت انتخابی به عنوان غذا ( مانند احشام)، گله داری، شکار یا حفاظت ( مانند سگ ها) نگه داری می شدند متفاوت است. تعداد زیادی از ۳۰-۴۰ نژاد گربه شناخته شده در امروز در ۱۵۰ سال گذشته به وجود آمده اند و بیشتر برای انواع زیبایشان انتخاب شده اند تا کاربردی که می توانند داشته باشند. به زبان ساده تر ما گربه ها را برای زیباتر بودن پرورش داده ایم نه برای مفید بودن.

ژنوم گربه

۱۹ کروموزوم ژنوم گربه منبع (۱۸ اتوزوم و یک کروموزوم X) حاوی ۲.۳۵ میلیارد جفت باز است. این ژنوم دارای ۱۹۵۰۰ ژن رمز کننده پروتئین و ۱۸۵۰ RNA غیر کد کننده است که این تعداد بسیار شبیه سگ ها می باشد. نویسندگان این مقاله ابتدا حدود ۱۰۰۰۰ ژن ارتولوگ ( مشابه در دیگر گونه ها) در ژنوم ببر، سگ، گاو و انسان را مورد بررسی قرار دادند.

ژن هایی که تحت انتخاب مثبت قرار گرفته اند

آنها به طور اختصاصی به جستجو برای ژنهایی گشتند که انتخاب طبیعی مثبت داشتند و یافته هایشان را در یک ردیف با دانش ما در زمینه خویشاوندان گربه و دیگر گوشت خواران قرار دادند.

گربه ها بزرگترین گستره شنوایی را در مقایسه با دیگر گوشت خواران دارند. حداقل شش ژن وجود دارد که در ارتباط با خصوصیت شنوایی گربه بوده و تحت انتخاب طبیعی قرار گرفته است. ارتباط این ژن ها به این دلیل شناسایی شده است که جهش در آنها منجر به از دست رفتن یا ضعف شنوایی مغلوب بدون علامت (nonsyndromic recessive hearing loss) می شود. حداقل ۲۰ ژن با انتخاب طبیعی مثبت در گربه ها در ارتباط با مسیرهای مرتبط با بینایی وجود دارد که با اهمیت دقت بینایی برای این شکارچیان بالفطره هم خوانی دارد.

گربه سانان شکارچیان پگاه رو(crepuscular) هستند و این بدان معنی است که آنها در هوای گرگ و میش پیش از طلوع و پس از غروب بیشترین فعالیت را دارند. در نتیجه بسیار جالب است که بدانیم انتخاب مثبت در ژن هایی مانند CHM و CNGB3 وجود دارد. جهش در این ژنها می تواند سبب بیماری های شبکیه شده و منجر به شب کوری (شامل choroideremia و retinitis pigmentosa) در انسان ها شود.

گربه ها بر خلاف سگ ها برای شکار کمتر به حس بویایی خود متکی هستند که در واقع به دلیل کوچکتر بودن مجموعه ژن های گیرنده بویایی در ژنوم گربه سانان است. این در حالی است که اجداد گربه ها ژن های بیشتری برای رمز کردن احساس بویایی (vomeronasal) داشته اند.  اندام vomeronasal نوعی حس کمکی برای بویایی می باشد که به طور عمده برای شناسایی فرمون ها به کار می رود. به نظر می رسد که طی تکامل یک رابطه دو طرفه بین بویایی و vomeronasal وجود داشته و ژنوم گربه این را تایید می کند. احساس بویایی برای شناسایی فرمون ها که گربه ها برای ایجاد ارتباط به آنها نیاز دارند به کار رفته است.

گربه های وحشی و ژن های اهلی

برای ژن هایی که در فرآیند اهلی شدن دخیل بوده اند چه اتفاقی رخ داده است؟  برای جستجو کردن این مورد نویسندگان داده های توالی یابی ۲۲ گربه شامل گربه های اهلی و وحشی را با هم ترکیب کردند. گربه های وحشی (Felis silvestris) گربه های کوچکی بودند که در آفریقا، اروپا و بخش هایی از آسیا یافت می شدند. آنها بزرگتر از گربه های اهلی بوده و پاهای بلند و اندام ورزیده تری دارند. تعداد زیادی زیرگونه گربه وحشی وجود دارد اما در کل در یکی از سه گونه زیر طبقه بندی می شوند:

  1. گربه وحشی جنگلی مانند گربه وحشی اروپایی
  2. گربه وحشی استپی که اجدادشان به خاور میانه مهاجرت کرده اند و بدن کوچکتر، دم بلندتر و خز کمتری دارند
  3. گربه وحشی خلیجی یا علف زاری که پوشش کمرنگ تر با نقوش مشخص تر (خط ها و نقطه ها) دارد

همانطور که می توان حدس زد اجداد گربه های خانگی به نظر می رسد از گربه های وحشی خلیجی که ظاهری جذاب تر داشته اند و احتمالا از یک زیر گونه آفریقایی اهلی شده، باشند. هنگامی که این گروه به دنبال شواهدی برای انتخاب می گشتند مناطقی را یافتند حاوی ژن هایی نظیر:

  • PCDHA1 و PCDHB4 که در برقراری و پایداری ارتباطات نورونی و شرایط اضطرابی نقش دارند
  • GRIA1 یک ژن گیرنده گلوتامات که در تحریک شدن به وسیله جایزه دخیل می باشد
  • DCC گیرنده نترین را رمز می کند که در نورون های دوپامینرژیک بیان می شود. خاموش کردن (knockout) این ژن در موش ها جانورانی را به وجود می آورد که در حافظه و رفتار نقص دارند.

پس به نظر می رسد که گربه ها خود، خواهان اهلی شدن بودند زیرا متوجه شدند اگر در کنار ما بوده و برای شکار و کنترل جوندگان به ما کمک کنند ما به عنوان پاداش به آنها غذا خواهیم داد. به نظر ادعای آخر نباید درست باشد چون افرادی هستند که به گربه های ولگرد نیز غذا می دهند اما لطفاً کسی به بقیه گربه ها این را نگوید!

منبع: PNAS

  • نویسنده : بهزاد دماوند
  • تاریخ انتشار : ۰۴-۰۹-۹۳