作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2020/5/27 18:01:32
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现代山羊“铁胃”源于古代山羊

 

现代山羊的抗病能力源于借用其他物种基因。图片来源:ANN DAHLBERG/ALAMY STOCK PHOTO

山羊是一种很顽强的动物,它们能与克里斯托弗·哥伦布和五月花号的朝圣者一起穿越大西洋,并能忍受干旱、寄生虫等日常危险。

近日,发表在《科学进展》的研究揭示了它们坚韧的起源:一些与野山羊有亲缘关系的近缘种给家养山羊提供了一种防止寄生虫感染的基因,这个基因和其它基因一起帮助山羊成为最早被驯化的动物之一。

史密斯研究所国家自然历史博物馆考古学家Melinda Zeder说,这一发现凸显出在驯化早期与野生种群进行杂交的重要性,“并为我们提供了一个关于被驯化的农作物和家畜如何提高适应能力,从而广泛传播的范例”。

许多研究人员认为山羊是最早被驯化的动物——始于约11000年前,它们提供的奶比所有奶牛加起来还要多。研究人员了解,人类最早圈养了山羊的野生祖先,但从那时到现在到底发生了什么一直是个谜。

西北农林科技大学动物遗传学家姜雨和国际团队对来自世界各地的88只家养山羊、6种野生山羊和4个山羊化石进行了基因组测序。他们将这些数据与之前收集的131只其它驯化、野生和古代山羊的基因组信息进行了比较,最终确定山羊在驯化过程中最主要基因的改变。

研究人员发现,一个叫做MUC6的基因在驯化历程中特别重要,因为几乎每只家养山羊都有一个驯化型的MUC6基因,该基因来自黑海沿岸温暖潮湿环境下一种名叫“西高加索tur”的野羊种。研究人员逆向计算得出,MUC6基因的驯化型可能是通过与tur杂交,至少在7200年前就渗入到山羊基因组中。

MUC6基因编码一种存在于肠道内壁的蛋白质,在其他动物中,它是免疫防御系统的一部分。为研究它是否能预防寄生虫,研究人员检查了山羊的粪便,这些山羊要么携带tur版本的MUC6,要么携带了在体内有线虫虫卵家羊中发现的另一种版本的MUC6。研究人员表示,带有tur基因的山羊粪便中的卵子要少得多,这表明MUC6基因具有保护作用。

姜雨表示,tur版本的MUC6基因可以更好地对抗寄生虫。这是有道理的,tur生活在黑海沿岸附近,那里温暖潮湿的气候可能比西南亚干燥地区山羊的原始栖息地更容易滋生病原体。

一些研究人员认为,驯化过程中最重要的特征与动物的外表或产奶等有经济价值的品质有关。姜雨说:“但是这项研究表明,在早期,饲养能够在拥挤的环境中生存的牲畜是更关键的。”

由于tur版本的MUC6会提高羊群的胃肠道抗寄生虫能力,短短1000年的时间,使该基因型在全世界60%的家羊中广泛传播,这一传播速度在以前是“不可想象的”。姜雨指出:“这证明了人们极度渴望获得健康的动物。”

除了MUC6基因,研究人员还在驯养的山羊身上发现了大约7200年前来自其它野生山羊的基因。这些基因(可能与行为有关)可能使山羊更加温顺,姜雨表示,研究人员需要进一步验证这个想法。

Zeder认为,这篇论文表明驯化是一个动态过程。“几千年来其它物种的基因得到了又失去,这不是‘一劳永逸’的过程,吸收新基因的能力使它们能够更好地适应环境”。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz5216

 
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