救生雪橇犬巴尔托的基因与今天的狗品种不同

小编:小编发布日期:2024-04-30浏览量:108

说到英勇的狗,巴尔图在名单上名列前茅。这只著名的西伯利亚哈士奇启发了1995年的一部动画电影,并在纽约中央公园成为了一座不朽的雕像,因为它是狗拉雪橇队的一员,在1925年向一个遭受白喉袭击的阿拉斯加偏远小镇运送救命的抗毒素。现在,巴尔图的DNA为基因多样性如何影响过去和现在的狗的健康提供了新的见解。

在周四发表在《科学》杂志上的一项研究中,生物学家发现,巴尔图的基因组比今天大多数犬种的基因组更多样化,最终也更健康。他的基因也表明,在20世纪20年代,他和他勇敢的狗同伴有多种特征,使他们更适合在恶劣的环境中旅行和生存。研究结果显示,随着时间的推移,狗的基因和血统也会发生变化,它们的基因健康也会发生变化。

加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究员、该研究的共同主要作者凯瑟琳·穆恩说:“我们发现,巴尔托的基因多样性和基因健康程度都高于你今天养的狗,但与我们现在养的那些工作的阿拉斯加狗相似——这是你对一个仍然为工作而繁殖的群体的期望,而不是现在养狗的审美表型。”

巴尔托是一种进口的西伯利亚哈士奇,因其速度快、健康和相对较小的体型而繁殖。1925年1月,白喉(一种严重的细菌感染,如果不治疗,可能会致命,尤其是对儿童)在阿拉斯加的诺姆镇蔓延开来,这个小镇只有在冬天才能乘狗拉雪橇到达。包括巴尔图在内的雪橇犬队,冒着强风和零下85华氏度的寒风,从阿拉斯加的奈纳纳(Nenana)出发,进行了674英里的接力运输白喉抗毒素。穆恩和她的同事们把巴尔托作为20世纪20年代西伯利亚哈士奇的代表,想要找出这个种群是否有特定的基因变异,使它们成为如此能干的雪橇狗。

研究人员对存放在克利夫兰自然历史博物馆的巴尔图标本标本的DNA样本进行了测序。他们将这些基因序列与现有的狗品种进行了比较,其中包括参加伊迪塔罗德(一项现代年度狗拉雪橇比赛,追溯了1925年抗毒素赛跑的一些路线)的三只21世纪的雪橇狗。巴尔图的祖先与今天的阿拉斯加雪橇犬并没有太大的不同,来自北极的狗有68%的血统与巴尔图相同。他还与亚洲狗血统有少量共同祖先。巴尔图的基因组还显示,他的肩膀大约55厘米高,有两层黑色皮毛——一层由短而浓密的毛组成的绝缘底毛和一层由较长的保护性毛组成的上毛——在他的胸部有一簇白色毛。

研究人员还发现了蛋白质改变、进化受限的变异——序列改变,比如基因组特定位点的突变,这种突变在许多物种中都是高度保守的,因为这种改变具有进化上的优势功能。这些独特的变异与骨骼和组织发育有关,包括皮肤厚度、体重、协调性和关节形成。巴尔托的变异表明,他有一种表型,或一组身体特征,最适合在北极生存。“我们很高兴看到这一点,”穆恩说。“这是一种好的方式。很高兴能够看到我们从他的基因型预测的表型与我们对巴尔托的了解是一致的。”

研究小组进一步发现,巴尔图有一种有助于消化淀粉的适应性——这种特征在狼身上没有发现,但在现代犬种中相对普遍。虽然雪橇犬的传统饮食主要是肉类,但穆恩说,巴尔托也可能食用富含淀粉的食物。

阿拉斯加费尔班克斯大学(University of Alaska Fairbanks)的助理教授、育空探索雪橇狗比赛的首席兽医克里斯蒂娜·汉森(Cristina Hansen)说:“今天的雪橇狗在艾迪塔罗德(Iditarod)比赛中每天消耗10000卡路里。”汉森解释说,对于一只体重在40到70磅之间的雪橇狗来说,完全从肉类中摄取高热量意味着“你最终会给它们太多的脂肪,以至于它们会腹泻。”汉森没有参与这项新研究。“淀粉是一种很好的燃料来源。也许我们需要想办法给雪橇犬注入更多的淀粉。”

总的来说,Balto的基因组比今天大多数犬种的基因组更多样化,包括为外观而繁殖的狗和为功能特征而繁殖的“工作”狗。他也不像现代品种的狗那样近亲繁殖。就像21世纪的雪橇犬一样,巴尔图的罕见和潜在破坏性的基因变异数量比其他品种的狗要少。研究小组认为,一些选择性育种可能是当前犬种遗传多样性减少和有害突变引入的一个可能因素。莫恩说,更大的遗传多样性赋予了更强的适应环境变化或压力源的能力,这就是为什么研究人员用它来衡量遗传健康。

加州大学圣克鲁斯分校生态学和进化生物学教授贝丝·夏皮罗(Beth Shapiro)是这项新研究的资深作者之一,她说:“我们都听说过某些品种的遗传疾病、心脏缺陷或臀部不好的发病率很高,这就是我们通过近亲繁殖进行选择时发生的事情。”“通过近亲繁殖,我们正在失去多样性,并增加了在该品种中变得非常普遍的不良突变的机会。”

工作雪橇犬通常是近亲繁殖的,或者是由一对基因不同的狗杂交而成的,目的是为了速度和耐力。这就产生了具有更多样化基因群体的杂交品种——反过来,这似乎有助于更好的健康。汉森说,巴尔托基因组的发现与她对雪橇犬的了解相符。她说:“它们大多是看起来像狗一样的狗。”“总的来说,它们非常健康。”

穆恩说,今天的雪橇犬甚至比巴尔托时代的雪橇犬“更快、更耐用”。“当我们选择那些工作特质而不是那些审美特质时,我们发现……尽管我们仍在为一种特性培育它们,但它们的基因仍然是多样化和健康的。”

Balto的基因组分析是一个更广泛的研究项目Zoonomia的一部分,这是一个大规模的研究项目,旨在了解哺乳动物的遗传多样性和进化。莫恩说,这只著名的狗的基因组是研究人员可以从有限的物种种群数据中了解到的一个例子。她希望她的团队的方法和发现可以应用于可能需要更多关注保护的物种。

“从即将灭绝的物种中很难获得资源,因为没有大的种群可以从中取样,以了解种群的情况。你可能仅限于一两个人,”穆恩说。“我发现这类研究非常有趣,因为这意味着即使使用该物种的单个基因组,我们仍然可以做很多非常好的工作。”

文章链接:https://www.480520.com/news/show/107313/
文章来源:https://www.480520.com/    
 

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