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驯化猫花了几千年,但猫驯化我几秒就够了

果壳  · 公众号  · 2018-12-07 19:03

人类和猫已经共同生活了至少9000年,但是对于你的宠(zhǔ)物(zi)如何从野外奔波的野猫(Felis silvestris),变成霸占你电脑键盘的家猫(Felis silvestris catus),你所知甚少。



家猫是如何驯化的?


研究者对家猫、野猫以及另外几种哺乳动物的基因组进行了比对。结果发现,和野猫相比,家猫基因中与记忆、恐惧调节、刺激-奖励学习有关的基因出现了改变;另外,家猫基因中和脂类代谢有关的基因也出现了变异。


家猫是一种常见的宠物,而考古证据显示,在约9500年前的塞浦路斯和约5000年前的中国中部,人类就已经开始和这些可爱的喵星人生活在一起了。以往的研究多关注于家猫品种间的差异、家猫的系统发育起源以及家猫与野猫之间的基因渗入程度(指两个基因库间的基因流动,通常通过中间杂交产生)


然而,对于驯化过程如何改变现代家猫的遗传特征,以及家猫与其它家养动物的不同之处,人们所知甚少。因此,研究者通过对猫基因组的分析和比较,来寻找驯化过程留下的分子足迹。


一些野猫(F. silvestris)约于1万年前在中东被驯养,这些野猫成为家猫的祖先。图为非洲野猫(Felis silvestris lybica),也称为沙漠猫,是野猫的一个亚种 | wikipedia.com


驯化过程,基因有足迹


首先,研究者对一只阿比西尼亚猫的全基因组进行了测序,找出其中的功能基因。然后又将这些基因与虎、狗、牛和人类中的类似基因相比较,确定了食肉动物、猫科动物以及家猫中受到正向选择(因为对物种有益而被保留)的基因。那么这些基因对猫的重要性体现在何处呢?


研究者找到了其中有6个可以增加猫听觉灵敏度的基因,而这些基因的突变会导致耳聋;另外,还存在可以增加视觉灵敏度的基因,这对于猫这种在黎明和黄昏时捕猎的动物来非常重要,而人类中相应基因的突变则与一系列视觉病症相关。


实验结果还显示,猫与脂类代谢相关的基因也发生了改变。与大多数食肉动物不同,猫是专性肉食动物,这导致它们无法合成某些必须氨基酸,因此它们可能演化出了不同的脂类代谢途径。此外,猫虽然会进食大量脂肪酸,但却不会对血脂浓度造成影响,而同样的情况在人类当中就可能引发心血管疾病。



为了了解是哪些基因让猫如此独特性,研究者又通过演化树的分析,找出了家猫中演化速度最快的基因,其中就包括两个化学感应基因家族,分别控制嗅觉受体(Or)和信息素受体(V1r)基因的表达。结果发现猫的Or基因比狗少,而V1r基因则比狗多。


研究人员解释道:“嗅觉受体探测挥发性的气味分子,而犁鼻器受体则负责探测信息素(Pheromones)。由于野猫通常独自生活,而犁鼻器受体在解读社会线索过程中有重要作用,例如繁殖和捕猎,因此这些基因对于独居的猫来说比社会性较强的犬类来说更重要。家猫身上保存了野猫的这些基因和行为,因为猫的驯化历史比狗要短。”


不同品种的家猫,

被不同培育


为了防止单一品种家猫的基因组中存在品种形成时产生的遗传漂变从而对实验造成影响,研究者综合了分析其它6个家猫品种基因,包括缅因猫、挪威森林猫、缅甸猫、日本短尾猫、土耳其梵猫和埃及猫。


研究表明,缅甸猫的一个基因可能经历了快速的遗传变化这个基因负责控制毛发的白点图案。家猫的繁殖者着重于这个特征的选育,在这个品种中就产生了其它品种中所没有的固定变异。这种对某个特征的选育过程也可能引起了各个品种家猫中常见健康问题,许多兽医对这个现象很感兴趣,希望用基因组学的方法来找出背后的原因。”



和野猫相比,

家猫的基因发生了什么变化?


通过进一步对比家猫和两种野猫(欧洲野猫和非洲野猫)的基因组,研究者发现与野猫相比,家猫有关记忆形成、恐惧调节和刺激-奖励学习相关的基因发生了改变,尤其是其中与食物奖励相关的基因


与重组相关的基因在家猫中也有所增加,而以往的研究结果显示,家猫与其它哺乳动物相比,基因重组率更高,这可能是它们产生多样性的一个机制。


另外,与胚胎发育过程中神经嵴形成的相关基因也出现了改变,而这与“驯化综合特征(domestication syndrome)”假说相符——该假说认为,哺乳动物驯化过程中形态和生理特征的改变是神经嵴细胞轻度不足所导致。


在人类的长期驯化过程中,家猫演化出了多达几十个品种。图中为研究者在实验中用到的家猫品种,从上到下依次为缅甸猫、土耳其梵猫、日本无尾猫、埃及猫、缅因猫和挪威森林猫 | cfa.org


研究者通过对猫的基因组分析,确定了与猫独特的生理和感觉特征相符的遗传标签。由于家猫和野猫之间还存在杂交,猫与人类一起生活的时间与狗相比也较短,而且除了温顺程度、体型大小和体色之外,家猫与野猫在外形和行为上并无明显差别,因此猫被认为是唯一的半驯化动物


研究者认为,在与人相处的过程中,猫适应了从人类那获得食物奖励,而越温顺的猫越有可能获得食物,因此这可能是猫驯化初期,改变其基因组的主要动力。


研究人员还希望继续收集来自不同品种家猫和野猫的基因序列数据,并解决一些有关家猫驯化的起始时间以及来源的问题。我们还对家猫的一些其它遗传特征非常感兴趣,比如面部和尾部的形态差异、皮毛颜色花纹的多样性,以及猫科动物身上与我们人类相似的疾病。”


作者:  IvyP

编辑:球藻怪,东风


一个AI

是人类驯化了猫吗?明明是猫驯化了人类!

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