狗是在数万由狼驯化而来的——尽管在基因水平上狗和狼的区别究竟是什么还不清楚。《bmc生物学》上一项新研究的作者阿曼达?彭德尔顿和杰弗里?基德解释了他们如何利用新的基因组技术以及乡村狗来解决这个问题。如此，我相信测序深度在未来必定大有可为，创造属于行业的奇迹。
几千来狗一直是人类最好的朋友早在农业出现之就形成了这种关系。家养动物包括狗都有一系列独特的特征使它们有别于野生祖先。
毛的颜色和质地的变化耳朵的形状尾巴的长度和弯曲度眼睛的颜色面部结构的变化是狗和狼的一些区别特征。然而最重要的区别是行为。几千狗是由狼驯化而来的随着时间的推移狼变成了对人类越来越友好的动物把曾经的野生动物变成了今天的家养狗。
随着现代基因组技术的出现已经有许多方法被用来寻找使狼变成狗的精确基因变化。
乡村狗是帮助我们理解狗的进化的基本遗传资源
我们最参与了一项研究该研究使用了生活在人类中间的古代狗的dna以解决与狗驯化时间相关的突出问题。古老的dna技术是一个基因时间机器允许研究人员直接看到过去存在的基因变异。
当我们评估三个欧洲狗的基因构成从新石器时代(岁和七千岁)我们发现了一件令人惊奇的事情:尽管遗传学表明这三个样本显然是狗他们把野生狼序列在基因组的许多地方表明是与驯化相关的。
为了解释这个难题我们在bmc生物学杂志上发表了一篇新文章我们转向了乡村狗它们代表了地球上绝大多数的狗。这些狗是半野生的在我们的街道和城市里游荡主要靠人类的垃圾生存但最重要的是它们是驯养的。
事实上这些狗和我们今天最喜欢的品种狗是同一祖先的后代自人类驯化以来它们很可能一直与人类生活在一起或接人类驯化时间大约在万。自由放养的乡村狗是丰富的遗传资源让科学家们得以一窥基因多样性的全貌以及作为一只狗的真正含义。
许多狗的特性是由神经嵴决定的。
狗的外貌和行为方式在很大程度上是由它们作为胚胎的早期发育决定的。当小狗出生的时候它们的外表和行为已经和小狼不一样了。
这些变化反映了胚胎发育过程中复杂和复杂过程的结果涉及到许多具有独特用途的细胞的运动和协调。几一组研究人员注意到家养动物的不同表型可以用神经嵴细胞的差异来解释。神经嵴细胞是一种干细胞从它们的起始位置开始沿着既定的路线从脊髓到达它们的最终目的地。
在所有脊椎动物中神经嵴细胞在定义多种组织的形式和功能方面发挥着重要作用这些组织包括大部分头骨、面部、软骨组织(如狗那臭名昭著的迷人的耷拉着的耳朵)甚至皮肤和皮毛的色素沉着。除了改变外表这些细胞最终还会促进大脑、神经系统和肾上腺系统的发育而这些都能影响行为。
在这些最终的身体位置中神经嵴细胞的数量或活性的变化可以随后改变相应特征的大小、形状或表达水平。
关于驯化狗和狼的基因组能告诉我们什么?
通过比较乡村犬和狼的遗传多样性我们确定了个可能在驯化过程中被改变的基因组区域。通过使用乡村狗我们能够发现现存的狗和新石器时代的古代样本之间的共同历史事件这表明我们发现了与驯化过程相关的变化。
有趣的是这些变化是在发育中狗的关键功能基因附发现的包括许多与神经嵴、神经系统功能和昼夜节律相关的基因。这些发现为驯化相关的基因变化提供了线索并支持了神经嵴细胞功能变化在这一过程中所起的假设作用。
驯化过程的具体细节仍是个谜但研究人员可以将考古学证据与基因组中观察到的模式联系起来以帮助评估可能的理论。有一种说法认为在古代狼生活在早期人类居住地附因为它们被垃圾或被猎杀动物的残骸所吸引。随着时间的推移一些狼对人类的恐惧可能会减少因为它们可能在获取食物方面取得了更大的成功。
在这个被称为“自我驯化”的渐进过程中研究人员假设参与神经嵴通路的基因正在缓慢变化导致了与野狼相关的一系列不同外观并在狗的基因组中留下了我们今天可以检测到的特征。在某种程度上人类开始积极参与驯化这些“不那么野性”的狼它们很可能已经在这一过程中走在了面其他的身体特征可能还伴随着行为的变化。
关于人类何时直接参与这一过程仍存在争议但相关的形态和行为变化可以迅速发生就像在选择育种银狐中发现的那样。
解开狼是什么时候变成狗的谜团这种现象是如何发生的为什么会发生以及驯化过程是如何影响现代狗的这不仅有助于我们了解我们毛茸茸的伙伴的历史还有助于我们识别可能对狗的发育和行为起关键作用的基因。随着更多的古代狗和狼的样本被发现和分析我们可能很快就能回答关于狗是如何形成的许多遗留问题。