Между 17 000 и 24 000 лет назад люди приручили верных псов. Точная дата превращения волка в собаку спорна, но нет никаких сомнений в том, что собаки были первыми животными, которыми манипулировали путем селекции. Предсказать цвет шерсти у собак сложно из-за влияния множества факторов, но ученые и заводчики лучше понимают этот процесс благодаря таким открытиям, как наличие 8-го локуса, определяющего окрас шерсти.
Основы генетики
Проведя генетические эксперименты с растениями гороха, Грегор Мендель основал науку генетики. Он доказал, что и отец, и мать передают гены своему потомству. У собак 78 хромосом; 39 происходят от отца и 39 происходят от матери. Одна пара генов определяет пол животного, а остальные влияют на все остальное, что делает собаку уникальной.
Хромосомы имеют тысячи генов с закодированными в ДНК признаками, и каждый ген имеет пары аллелей. Один аллель исходит от отца, а другой - от матери. Каждый аллель имеет 50% шанс передаться щенкам. Аллели могут быть доминантными или рецессивными, и доминантный аллель определяет черты собаки.
Эумеланин (черный) и феомеланин (красный)
Хотя они не включают в себя все цвета радуги, цвета шерсти собак могут быть самых разных оттенков. Однако цвета определяются только двумя пигментами меланина. Эумеланин - черный пигмент, а феомеланин - красный пигмент. Как у собак получается так много цветов шерсти с двумя основными пигментами? Каждый пигмент имеет цвет по умолчанию, который изменяется разными генами. Черный цвет является пигментом эумеланина по умолчанию, но гены могут изменять цвет, создавая голубой (серый), изабелловый (бледно-коричневый) и печеночный (коричневый).
Феомеланин - это красный пигмент с желтым или золотым цветом по умолчанию. Феомеланин отвечает за красные оттенки, которые дают темно-красный, кремовый, оранжевый, желтый, золотой или коричневый. Различные гены контролируют влияние феомеланина; некоторые делают его слабее, а некоторые делают его сильнее. Феомеланин влияет только на цвет шерсти, а эумеланин влияет на цвет носа и глаз.
8 Локусы, определяющие окрас шерсти
Широкий диапазон окрасов шерсти собак возникает из-за того, что феомеланин и эумеланин манипулируются разными генами. Собаки имеют около 3 миллиардов пар ДНК, но только восемь собачьих генов влияют на окрас шерсти. Пары аллелей в генах расположены в участках, называемых локусами на хромосоме, и эти восемь локусов влияют на цвет шерсти собак.
Локус (агути)
Белок агути влияет на окрас шерсти у собак. Он отвечает за высвобождение меланина в волосы и переключение между феомеланином и эумеланином. Ген контролирует четыре аллеля: палевый/соболиный (ay), дикий соболь (aw), черно-подпалый (t).) и рецессивный черный (a).
E Локус (расширение)
Дополнительный локус создает желтую или красную шерсть, а также отвечает за черную лицевую маску собак. Четыре аллеля в локусе: меланистическая маска (Em), серая (Eg), черная (E) и красная (e).
K Locus (доминирующий черный)
Локус K определяет черный, тигровый и палевый окрасы. Он был обнаружен недавно, но ранее ученые приписывали его вклад локусу А (агути).
M Локус (мерль)
Очаг мерле может создавать пятна неровной формы сплошного цвета и разбавленного пигмента. Мерле разбавляет пигмент эумеланин, но не влияет на феомеланин. Взрослые собаки с желтым или красным пигментом не относятся к мраморному окрасу, но могут иметь потомство мраморного окраса.
B Locus (коричневый)
Этот локус имеет два аллеля коричневого цвета. B - доминантный коричневый, а b - рецессивный коричневый. Коричневый локус отвечает за шоколадный, коричневый и печеночный цвета. Чтобы черный пигмент превратился в коричневый, должны существовать два рецессивных аллеля (bb). Локус B также может изменить цвет подушечек лап и носа собаки на коричневый для клыков в группе желтого или красного пигмента.
D Локус (разбавленный)
Из-за мутации этот сайт разбавляет окрас шерсти. Он осветляет шерсть от коричневого или черного до синего, серого или бледно-коричневого. Разведение включает два аллеля: D - доминантный полноцветный, d - рецессивный разбавленный. Щенок должен иметь два рецессивных аллеля (dd), чтобы изменить черный пигмент на синий или серый, а красный пигмент на кремовый.
H Локус (арлекин)
Локус H отвечает за белые клыки с черными пятнами, и он работает с локусом мерле, чтобы создать несколько комбинаций цветов и пятен. Он также влияет на пигмент феомеланин, что означает, что соболиная собака с геном арлекина может стать белой с черными и подпалыми пятнами.
S Локус (пятнистость)
Хотя наличие третьего аллеля в локусе пятнистости не доказано, два аллеля ответственны за появление белых пятен на любом окрасе шерсти. Аллель S дает мало белого цвета или вообще не дает его, а аллель s
pсоздает пегий узор (неправильные пятна двух цветов). Ген S ингибирует выработку клетками кожного пигмента и вызывает появление белых пятен на шерсти.
Примеры площади Пеннетт
До того, как заводчики были проинформированы о влиянии восьми локусов на окрас шерсти, они полагались исключительно на внешний вид родителей, чтобы определить окрас шерсти потомства. Объяснение роли участков генов в окрасе шерсти помогает понять сложность угадывания окраса собаки, а использование квадратов Пеннета позволяет визуализировать эффект спаривания собак с разным генетическим фоном. Чтобы упростить пример, мы можем сосредоточиться на локусе B и на том, как он определяет черный или коричневый цвета.
Спаривание двух черных собак
Заводчик, повязавший двух черных взрослых собак, может быть счастлив, когда все потомство будет черным, но при другой попытке с двумя другими черными собаками он заметит, что один из щенков коричневый. Чтобы щенки были черными, они должны иметь аллелиBBилиBb. Один коричневый щенок должен иметь геныbb, чтобы быть коричневым, но какая комбинация аллелей может привести к такому результату? Чтобы разгадать эту загадку, предположим, что оба родителя имеют рецессивный ген коричневого цвета (b), но их доминантные гены - черные (B). Это означает, что каждый родитель представленBbиBb Нарисовав квадрат Пеннета 3 x 3, вы увидите результат.
Оставьте верхний левый угол пустым и поместите буквы гена отца вверху, а гены матери – внизу левой колонки.
| B | b | |
| B | ||
| b |
После спаривания потомство будет выглядеть так:
| B | b | |
| B | BB | Bb |
| b | Bb | bb |
Щенокbbбыл коричневым, потому что он принял оба рецессивных аллеля Bb своих родителей для коричневых окрасов. Это иллюстрирует основы вязки гетерозиготных родителей (Bb), но включает возможность получения желтого щенка, такого как желтый или рыжий питбуль. Добавив в смесь еще один локус, локусE, мы можем продемонстрировать, что происходит, когда вы скрещиваете черного питбуля с желтым питбулем с коричневым носом. Если щенок сbbкоричневый, аee – желтый, вы можете выразить возможные цвета следующим образом:
- BBEE: Черный
- BBEe: Черный (желтый)
- BBee: Желтая собака с черным носом
- BbEE: Черный (коричневый)
- BbEe: Черный (коричневый и желтый)
- Bbee: Желтая собака с черным носом (носит коричневый цвет)
- bbEE: Коричневый
- bbEe: Коричневый (желтый)
- bbee: Желтая собака с коричневым носом
Черная собака может состоять из четырех возможных комбинаций, но мы предположим, что черная собака - этоBbEeЭто означает, что у собаки черная шерсть, но она несет коричневые и желтые аллели.. Напарником собакиBbEeбудетbbee (желтая собака с коричневым носом). Создание показателя Пеннета для каждого локуса и их объединение - самый простой способ показать потомство.
В локусе B мы пересекаемBbсbb.
| B | b | |
| b | Bb | bb |
| b | Bb | bb |
Теперь смешиваемEeсee.
| E | е | |
| е | Ээ | ее |
| е | Ээ | ее |
Принимая результаты обоих квадратов, мы можем создать больший квадрат Пеннета, поместив результаты локусаBсверху, а локусE результаты в левой колонке.
| Bb | Bb | bb | bb | |
| Ее | BbEe | BbEe | bbEe | bbEe |
| Ее | BbEe | BbEe | bbEe | bbEe |
| ee | Бби | Бби | бби | бби |
| ee | Бби | Бби | бби | бби |
Потомство от этой смеси (черный питбуль, несущий коричневые и желтые гены, скрещенный с желтым питбулем с коричневым носом) будет выглядеть следующим образом:
- Четыре черные собаки
- Четыре коричневые собаки
- Четыре желтые собаки с коричневыми носами
- Четыре желтых собаки с черными носами
Каждый щенок с вероятностью 25% может быть черным, коричневым, желтым с коричневым носом или желтым с черным носом. Хотя ученые лучше понимают генетику окраса шерсти, остается несколько загадок. Аллели, которые вызывают вариации оттенка желтой шерсти, не были обнаружены, и исследователи не определили, почему шерсть некоторых собак со временем постепенно становится светлее. Пудели, бородатые колли, староанглийские овчарки и бедлингтон-терьеры несут неопознанный «серый» ген, который потенциально вызывает осветление шерсти.
Тестирование ДНК
Квадраты Пеннета могут показать заводчикам возможные комбинации потомства, но анализ ДНК помогает определить, какие собаки обладают желательными чертами. Хотя тестирование помогло заводчикам выявить здоровых собак с меньшим количеством проблем со здоровьем, точность тестов часто зависит от испытательного центра. Тесты ДНК, продаваемые владельцам собак в Интернете, обычно являются коммерческими операциями, но некоммерческие тестирующие компании, например те, которые находятся в ведении университетов, проводят подробный анализ ДНК для заводчиков. Использование коммерческой организации для тестирования обходится дешевле, но результаты могут быть не такими точными, как у некоммерческого тестировщика.
Заключительные мысли
Хотя селекционное разведение собак использовалось на протяжении веков, этот процесс стал более совершенным после экспериментов Грегора Менделя с генетикой. Предсказать окрас шерсти собак по-прежнему сложно из-за неустановленных локусов, которые могут разбавлять пигменты меланина, но заводчики имеют более высокую вероятность успеха из-за новых исследований в области генетики собак и использования тестирования ДНК.
