大型犬VS玩具犬？《Current Biology》家狗的体型差距溯源

这种基因变异可能来自古代的狼。

　　

           

狗在大小上的差异比任何哺乳动物都大。图片来源: Brand-X Pictures/Getty

 

从吉娃娃到大丹犬，狗在体型上的差异比地球上任何其他哺乳动物都大。这种变异背后的突变被追溯至一个意想不到的源头:古代狼。

这种突变位于一种名为IGF1的基因附近，研究人员在15年前发现，该基因在家养狗的大小变化中起着重要作用。这是被发现的大约24个这样的基因中的第一个。但是，对基因变异的精确定位是徒劳的。

马里兰州贝塞斯达美国国家人类基因组研究所的遗传学家Elaine Ostrander说：“IGF1一直是我们的眼中钉。”她领导了2007年的一项研究，首次确定了IGF1在狗体型中的作用，并于1月27日在《Current Biology》上完成了这项研究。

在过去的3万年里，由狼驯化而来的古代狗在大小上存在一定程度的差异。但目前最大的体型差异——最大的品种比最小的品种大40倍——出现在过去200年里，当时人类建立了现代品种。

Ostrander和他的同事，包括法国雷恩大学的遗传学家Jocelyn Plassis，分析了1400多种犬科动物的基因组，包括古代狗、狼、土狼和230个现代狗品种。

增长控制

当他们比较了狗和野生犬科动物IGF1基因周围区域的变异与体型大小时，有一个变异非常明显。它位于一段DNA中，编码一种被称为长链非编码RNA的分子，这种分子参与控制IGF1蛋白的水平，IGF1蛋白是一种有效的生长激素。

研究人员发现了这种变异的两个版本，或者说是等位基因。在所有的狗种中，拥有两个等位基因副本的狗体重往往低于15公斤，而另一个版本的两个副本在体重超过25公斤的狗中更常见。Ostrander说，每一个等位基因都有一个副本的狗往往是中等大小。与拥有两个“小”等位基因副本的狗相比，拥有两个体型较大的等位基因副本的狗的血液中IGF1蛋白水平也更高。 

当研究人员观察其他犬科动物的基因组时，他们发现了类似的关系。“这不仅仅是一个狗的故事。这是一个狼的故事，一个狐狸的故事，一个土狼的故事，它们全书写在了狗的身上，”Ostrander说。

身材矮小的祖先

研究人员认为，从进化的角度来看，与小体型相关的等位基因比大体型的要古老得多。他们分析的土狼、豺、狐狸和大多数其他犬科动物都有两个“小”版本的副本，这表明这种版本存在于这些动物的共同祖先身上。

目前还不清楚这种体型较大的等位基因是何时进化的。研究人员发现，大约53000年前生活在西伯利亚的一只古代狼携带着一个这样的版本。其他古代狼和现代灰狼倾向于有两个，这表明体型较大的等位基因可能对狼有益。

加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的进化生物学家Robert Wayne说，过去，科学家们普遍认为，体型较小可能与相对较新的基因变化有关，这种变化可能是家犬独有的。“这完全颠覆了整个故事。这就是整件事的奇妙之处。”

伍斯特马萨诸塞大学的遗传学家Elinor Karlsson说，这项研究可能表明，狗是由体型较小的狼驯化而来的，这与现在的灰狼种群不同。“我们甚至不知道导致狗的狼长什么样，”她说。

研究人员还警告说，关于狗的大小的故事还远远没有完成。Plassis想要弄清楚变异是如何影响IGF1蛋白水平的。这种变异并不是狗的体型大小的唯一决定因素:IGF1基因本身占了犬种之间15%的变异。

Karlsson说:“我们说的不仅仅是使狗变小的基因突变。我们谈论的是许多突变中的一种，这些突变也可能会让你（人类）变得更小。”