同樣是狗,為什么體型差異巨大?
來源:奧數(shù)網(wǎng)整理 2010-06-21 13:16:57
同樣是狗,為什么體型差異巨大?
狗是狼的后代。它們在大約1.5萬年前由狼演化而來。人類從1.5萬年前至1.2萬年前開始馴養(yǎng)狗。狗是人類最早馴養(yǎng)的動物,因此被稱為“人類的好朋友”。到現(xiàn)在,狗已經(jīng)分為數(shù)百種,體型小的狗比如吉娃娃只有十幾厘米高,體型大的狗比如大丹犬身高(背高)都在七十厘米以上,體重在六十公斤左右(圖16)。在“吉尼斯世界紀錄”中記載的世界上最高的狗是美國加利福尼亞州的一條大丹犬吉布森,它直立時身高竟然高達2.18米。此外,狗的毛色也千差萬別,從白色到黑色、紅色、灰色或棕色都有。
在動物學分類里面,狗屬于脊索動物門,哺乳綱,食肉目,犬科,犬屬,狼種,家犬亞種。因此,不管現(xiàn)代狗的外表差別有多大,它們都是“兄弟姐妹”。但狗卻是哺乳動物中體型變化跨度最大的種類。為了解釋其中的原因,一個國際研究小組對狗進行了長期的研究。
在最新出版的《科學》雜志上,這個研究小組發(fā)布報告稱,狗的體型變化跨度如此之大,是由特定的DNA片斷決定的。
◆DNA決定狗的體型大小
美國國家人類基因組研究所首席癌癥遺傳學家伊萊恩·奧斯特蘭德是這個科研小組的負責人,該論文的作者一共包括國家人類基因組研究所、康奈爾大學、猶他大學等多家機構的二十一名科學家。
這項研究最先開始于論文作者之一,猶他大學的戈登·拉克教授。幾年前,他家的一條葡萄牙水犬“喬基”死了。當他想再領養(yǎng)一條新葡萄牙水犬的時候,他了解到這種狗的體型差異非常大,大的可以重達七十五磅,而小的只有二十五磅。作為遺傳學家,他對這一現(xiàn)象發(fā)生了興趣,因此他啟動了“喬基計劃”,開始研究葡萄牙水犬的基因。
隨后,奧斯特蘭德等科學家陸續(xù)參與進這項研究,并把研究范圍擴大到了所有的狗。他們對 143個品種的總共3241只狗進行了DNA分析,其中包括卷毛比雄犬、吉娃娃犬、馬耳他犬、波美羅尼亞犬、玩具貴賓犬、八哥犬、北京犬等小型犬種,以及圣伯納德犬、紐芬蘭犬、藏獒、大丹犬、愛爾蘭獵狼犬和貴賓犬等大型犬種。結果發(fā)現(xiàn),所有小型狗中都存在一種特殊的遺傳標記,而這一遺傳標記鮮見于大型狗品種中。論文因此得出結論稱:“這一遺傳標記是決定小型狗個頭的主要因素。”
這一遺傳標記位于小型狗的第十五號染色體上,包括一段特殊的DNA調(diào)控序列和胰島素樣生長因子1(IGF1)基因。此前科研人員在以人、老鼠等為對象的研究中發(fā)現(xiàn),胰島素樣生長因子1與哺乳動物的體型大小以及生長發(fā)育有關。
◆小型犬出現(xiàn)較晚
研究人員介紹說,這一特定組合的遺傳標記在基因研究中被稱作一個“單倍型”。在小型狗的生長發(fā)育中,單倍型中的DNA調(diào)控序列會使狗的IGF1基因活動減弱,造就了小型狗的較小個頭。而對于中型或大型狗來說,它們體內(nèi)雖然也有IGF1基因,但不像小型狗那樣還要受到“配套”的調(diào)控基因管制,因此長個兒時更加“自由”。
狗在大約1.5萬年前從狼中演化而來,人類大概從1.5萬年前至1.2萬年前開始馴養(yǎng)狗。由于人類在養(yǎng)狗的時候進行了選擇性育種,因此在一萬多年間形成了數(shù)百個品種的狗。拉克教授還特別指出,小型犬是近幾百年才出現(xiàn)的犬種。研究小組說,接下來他們將繼續(xù)進行狗的DNA分析,找出決定狗的其他特點的基因,比如狗的行為、狗的疾病等是由哪些特定基因掌控的。
◆影響:研究狗對人類有益
奧斯特蘭德在接受采訪時還表示,他們研究的意義不僅在于發(fā)現(xiàn)狗的進化秘密,了解特定基因怎樣控制動物生長,還能夠幫助科學家發(fā)現(xiàn)癌癥等疾病細胞的生長原因,因為這些疾病細胞也是由于基因變異而生成的。她還指出,人類在外表、體型、膚色上也是千差萬別,該研究也有助于解釋其中的奧秘。
拉克教授則表示,有二三百種疾病是人和狗都會患上的,包括高血壓、自身免疫性疾病以及癌癥等。“狗的生活環(huán)境也跟人類基本相同,因此對狗的研究也會對人類有很大幫助。”拉克說。
美國犬類健康協(xié)會的專家杰夫·索薩曼也表示,“犬科動物有85%的基因與人類相同,因此對狗的研究肯定對人類有益。”
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