Między 17 000 a 24 000 lat temu ludzie udomowili lojalnego psa. Dokładna data przemiany wilka w psa jest dyskusyjna, ale nie ma wątpliwości, że psy były pierwszymi zwierzętami, którymi manipulowano w hodowli selektywnej. Przewidywanie koloru sierści u psów jest trudne ze względu na wpływ tak wielu czynników, ale naukowcy i hodowcy lepiej rozumieją ten proces dzięki odkryciom, takim jak obecność ósmego locus, który określa kolor sierści.
Podstawy genetyki
Po przeprowadzeniu eksperymentów genetycznych z roślinami grochu, Gregor Mendel założył naukę o genetyce. Udowodnił, że ojciec i matka przekazują geny swojemu potomstwu. Psy mają 78 chromosomów; 39 pochodzi od ojca, a 39 od matki. Jedna para genów określa płeć zwierzęcia, a pozostałe wpływają na wszystko inne, co czyni psa wyjątkowym.
Chromosomy mają tysiące genów z cechami zakodowanymi w DNA, a każdy gen ma pary alleli. Jeden allel pochodzi od ojca, a drugi od matki. Każdy allel ma 50% szans na przeniesienie na szczenięta. Allele mogą być dominujące lub recesywne, a dominujący allel określa cechy psa.
Eumelanina (czarna) i feomelanina (czerwona)
Chociaż nie obejmują one wszystkich kolorów tęczy, umaszczenie psów może mieć szeroką gamę odcieni. Jednak kolory są określane tylko przez dwa pigmenty melaninowe. Eumelanina jest czarnym pigmentem, a feomelanina jest czerwonym pigmentem. W jaki sposób kły wykazują tak wiele kolorów sierści z dwoma podstawowymi pigmentami? Każdy pigment ma domyślny kolor, który jest zmieniany przez różne geny. Czarny jest domyślnym pigmentem eumelaniny, ale geny mogą modyfikować kolor, tworząc niebieski (szary), Isabella (jasnobrązowy) i wątrobiany (brązowy).
Feomelanina to czerwony pigment z domyślnym kolorem żółtym lub złotym. Feomelanina jest odpowiedzialna za czerwienie, które dają głęboką czerwień, krem, pomarańcz, żółć, złoto lub opaleniznę. Różne geny kontrolują wpływ feomelaniny; jedni ją osłabiają, inni ją wzmacniają. Feomelanina wpływa tylko na kolor sierści, ale eumelanina wpływa na kolor nosa i oczu.
8 Loci, które określają kolor sierści
Szeroka gama umaszczenia psów wynika z manipulacji feomelaniną i eumelaniną przez różne geny. Psy mają około 3 miliardów par DNA, ale tylko osiem genów psa ma wpływ na kolor sierści. Pary alleli w genach znajdują się w miejscach zwanych loci na chromosomie, a te osiem loci wpływa na kolor sierści psa.
Locus (agouti)
Białko agouti wpływa na wzór sierści u psów. Odpowiada za uwalnianie melaniny do włosów i przełączanie między feomelaniną a eumelaniną. Gen kontroluje cztery allele: płowy/sobolowy (ay), dziki sobolowy (aw), czarny podpalany (t) i recesywny czarny (a).
E Locus (rozszerzenie)
Miejsce rozszerzenia tworzy żółtą lub czerwoną sierść, a także odpowiada za czarną maskę na twarzy psów. Cztery allele w locus to maska melanistyczna (Em), grizzle (Eg), czarny (E) i czerwony (e).
K Locus (dominująca czerń)
Locus K określa kolor czarny, pręgowany i płowy. Został niedawno odkryty, ale wcześniej naukowcy przypisywali jego wkład locus A (agouti).
M Locus (merle)
Miejsce merle może tworzyć plamy o nierównym kształcie z jednolitym kolorem i rozcieńczonym pigmentem. Merle rozcieńcza pigment eumelaniny, ale nie wpływa na feomelaninę. Dorosłe psy z żółtym lub czerwonym pigmentem nie są merle, ale mogą mieć merle potomstwo.
B Locus (brązowy)
To locus ma dwa brązowe allele. B jest dominującym brązem, a b jest brązem recesywnym. Locus brązowy odpowiada za kolor czekoladowy, brązowy i wątrobiany. Aby czarny pigment został rozcieńczony do brązowego, muszą istnieć dwa recesywne allele (bb). Locus B może również zmienić kolor poduszek łap i nosa psa na brązowy w przypadku kłów z grupy żółtego lub czerwonego pigmentu.
D Locus (rozcieńczony)
Z powodu mutacji ta strona osłabia kolor sierści. Rozjaśnia sierść z brązowej lub czarnej na niebieską, szarą lub bladobrązową. Rozcieńczenie obejmuje dwa allele: D jest dominującym pełnym kolorem, a d jest recesywnym rozcieńczeniem. Szczeniak musi mieć dwa allele recesywne (dd), aby zmienić pigment czarny na niebieski lub szary i czerwony na kremowy.
H Locus (arlekin)
Locus H jest odpowiedzialny za białe kły z czarnymi plamami i współpracuje z locus merle, tworząc kilka kombinacji kolorów i łat. Wpływa również na pigment feomelaniny, co oznacza, że sobolowy pies z genem arlekina może stać się biały z czarnymi i podpalanymi łatami.
S Locus (plamienie)
Chociaż trzeci allel w miejscu plamienia nie został udowodniony, dwa allele są odpowiedzialne za tworzenie białych plam na dowolnym umaszczeniu. Allel S wytwarza niewielki lub żaden biały kolor, a allel sptworzy srokate (nieregularne plamy dwóch kolorów). Gen S hamuje wytwarzanie przez komórki pigmentu skóry i powoduje pojawianie się białych plam na sierści.
Punnett Square Przykłady
Zanim hodowcy zostali poinformowani o wpływie ośmiu loci na kolor sierści, polegali wyłącznie na wyglądzie rodziców, aby określić kolor sierści potomstwa. Wyjaśnienie roli miejsc genów w umaszczeniu pomaga zrozumieć złożoność odgadywania umaszczenia psa, ale użycie kwadratów Punnetta umożliwia wizualizację efektu kojarzenia psów o różnym pochodzeniu genetycznym. Aby zachować prostotę przykładu, możemy skupić się na locus B i na tym, jak określa on kolory czarny lub brązowy.
Kojarzenie dwóch czarnych psów
Hodowca, który kojarzy dwa czarne dorosłe psy, może być szczęśliwy, gdy potomstwo jest całe czarne, ale przy kolejnej próbie z dwoma innymi czarnymi psami zauważa, że jedno ze szczeniąt jest brązowe. Aby szczenięta były czarne, muszą mieć alleleBBlubBb. Pojedyncze brązowe szczenię musi mieć genybb, aby było brązowe, ale jaka kombinacja alleli może dać taki wynik? Aby rozwiązać tę zagadkę, zgadnijmy i załóżmy, że oboje rodzice mają recesywny gen dla koloru brązowego (b), ale ich dominujące geny to kolor czarny (B). Oznacza to, że każdy rodzic jest reprezentowany przezBbiBb Narysowanie kwadratu Punnetta 3 x 3 pokaże wynik.
Zostaw lewy górny róg pusty i umieść litery genu ojca u góry, a geny matki w lewej kolumnie.
| B | b | |
| B | ||
| b |
Po kryciu potomstwo będzie wyglądać tak:
| B | b | |
| B | BB | Bb |
| b | Bb | bb |
Szczeniakbbbył brązowy, ponieważ dla brązowej sierści wziął allele recesywne rodziców Bb. Ilustruje to podstawy kojarzenia heterozygotycznych rodziców (Bb), ale obejmuje możliwość wyprodukowania żółtego szczeniaka, takiego jak żółty lub jasnobrązowy Pit Bull. Dodając do miksu kolejny locus,E, możemy zademonstrować, co się stanie, gdy połączy się czarnego Pit Bulla z żółtym Pit Bullem z brązowym nosem. Jeśli szczeniak zbbjest brązowy, aee jest żółty, możesz wyrazić możliwości kolorystyczne w następujący sposób:
- BBEE: Czarny
- BBEe: Czarny (niesie żółty)
- BBee: Żółty pies z czarnym nosem
- BbEE: Czarny (nosi brąz)
- BbEe: Czarny (przenosi brąz i żółć)
- Bbee: Żółty pies z czarnym nosem (nosi brązowy)
- bbEE: Brązowy
- bbEe: Brązowy (niesie żółty)
- bbee: Żółty pies z brązowym nosem
Czarny pies może mieć cztery możliwe kombinacje, ale założymy, że czarny pies toBbEeOznacza to, że pies ma czarną sierść, ale nosi brązowe i żółte allele. Partnerem psaBbEebędziebbee (żółty pies z brązowym nosem). Tworzenie wyniku Punnetta dla każdego locus i łączenie ich to najprostszy sposób na pokazanie potomstwa.
W locus B krzyżujemyBbzbb.
| B | b | |
| b | Bb | bb |
| b | Bb | bb |
Teraz mieszamyEezee.
| E | e | |
| e | Ee | ee |
| e | Ee | ee |
Biorąc wyniki z obu kwadratów, możemy utworzyć większy kwadrat Punnetta, umieszczając miejsceBna górze i miejsceE wyniki w lewej kolumnie.
| Bb | Bb | bb | bb | |
| Ee | BbEe | BbEe | bbEe | bbEe |
| Ee | BbEe | BbEe | bbEe | bbEe |
| ee | Bee | Bee | bbee | bbee |
| ee | Bee | Bee | bbee | bbee |
Potomstwo tej mieszanki (czarny Pit Bull niosący brązowe i żółte geny skrzyżowane z żółtym Pit Bullem z brązowym nosem) będzie wyglądać następująco:
- Cztery czarne psy
- Cztery brązowe psy
- Cztery żółte psy z brązowymi nosami
- Cztery żółte psy z czarnymi nosami
Każdy szczeniak ma 25% szans na bycie czarnym, brązowym, żółtym z brązowym nosem lub żółtym z czarnym nosem. Chociaż naukowcy lepiej rozumieją genetykę koloru sierści, pozostaje kilka tajemnic. Allele, które powodują, że żółta sierść ma różne odcienie, nie zostały odkryte, a badacze nie ustalili, dlaczego niektóre psy z czasem stają się jaśniejsze. Pudle, bearded collie, owczarki staroangielskie i bedlington terriery są nosicielami niezidentyfikowanego genu „szarego”, który potencjalnie powoduje rozjaśnianie sierści.
Badania DNA
Kwadraty Punnetta mogą pokazać hodowcom możliwe kombinacje potomstwa, ale testy DNA pomagają określić, które psy mają pożądane cechy. Chociaż testy pomogły hodowcom zidentyfikować zdrowe psy z mniejszą liczbą problemów zdrowotnych, dokładność testów często zależy od placówki przeprowadzającej testy. Testy DNA sprzedawane właścicielom psów online są zazwyczaj operacjami komercyjnymi, ale firmy testujące non-profit, takie jak te prowadzone przez uniwersytety, wykonują szczegółowe analizy DNA dla hodowców. Korzystanie z organizacji nastawionych na zysk do testowania jest tańsze, ale wyniki mogą nie być tak dokładne, jak w przypadku testerów non-profit.
Ostateczne przemyślenia
Chociaż selektywna hodowla psów była stosowana od wieków, proces ten stał się bardziej wyrafinowany po eksperymentach Gregora Mendla z genetyką. Przewidywanie koloru sierści psów jest nadal trudne ze względu na niezidentyfikowane loci, które mogą rozcieńczać pigmenty melaniny, ale hodowcy mają większe prawdopodobieństwo sukcesu dzięki nowym badaniom nad genetyką psów i stosowaniu testów DNA.
