Как тибетските мастифи станаха шампиони на голяма надморска височина
Адаптивна интрогресия: генетичен преки път
Тибетският мастиф, със своя отличителен къдрав гърб и внушителна височина, процъфтява в разредения въздух на Тибетската плато – среда, която поставя предизвикателства пред повечето животни. Как обаче тези кучета придобиха адаптациите, необходими за преодоляване на толкова екстремни условия?
Тук навлиза адаптивната интрогресия – явление, при което вид получава полезни черти чрез размножаване с друг, по‑подходящ за дадената среда вид. Генетикът Джен Ванг от Шанхайските институти за биологични науки подозира, че тибетските мастифи са използвали този еволюционен „късомарш“ чрез чифтосване със сиви вълци, животни, вече адаптирани към големи надморски височини.
Откриване на генетичните тайни
За да провери теорията си, Ванг анализира гените на тибетските мастифи, търсейки уникални генетични вариации, свързани с успешното оцеляване на височина. Той също проучва геномите на 49 вида кучешки роди, обитаващи близо до Тибетската плато, включително вълци, домашни кучета и шакали.
Екипът му открива две специални генетични варианта, споделени изключително от тибетските мастифи и сивите вълци: гените HBB и EPAS1. Тези варианти работят заедно, за да повишат ефективността на кислорода и да предотвратят образуването на тромби при висока надморска височина.
Ролята на гените HBB и EPAS1
Вариантът на гена HBB увеличава способността на хемоглобина – протеина в червените кръвни клетки, отговорен за пренасянето на кислород в тялото – да носи кислород. Тази адаптация позволява на тибетските мастифи да извличат повече кислород от разредения въздух на големи височини.
От своя страна, вариантът на гена EPAS1 стимулира растежа на кръвоносните съдове, докато едновременно потиска общото производство на хемоглобин. Това предотвратява препроизводството на хемоглобин в отговор на ниските нива на кислород, намалявайки риска от тромбози и инсулт.
Неочакван обрат в еволюционната история
Изследването на Ванг показва, че забележителните адаптации на тибетските мастифи към височина са придобити сравнително наскоро, преди около 24 000 години. Това откритие поставя под съмнение традиционните дарвинови представи за „оцелява най-силен“, показвайки, че видовете понякога могат да се възползват от „заемане“ на полезни гени от други видове.
Последствия за други видове
Изследването на тибетските мастифи и тяхната адаптивна интрогресия има значение за разбирането как други видове се приспособяват към екстремни среди. То подчертава ролята на генетичната обмена в ускоряването на еволюционните промени и предполага, че межвидовото размножаване може да бъде ключов фактор за оцеляването и диверсификацията на живота на Земята.
Допълнителни сведения
- Адаптациите на тибетските мастифи към височина включват повишена ефективност при използване на кислород, намален риск от образуване на тромби и способност да преживяват при ниски нива на кислород.
- Адаптивната интрогресия позволи на тибетските мастифи да придобият тези адаптации чрез чифтосване със сиви вълци, които вече бяха добре приспособени към суровите условия на Тибетската плато.
- Гените HBB и EPAS1 играят решаваща роля в успеха на тибетските мастифи на височина, като увеличават способността за пренасяне на кислород и регулират растежа на кръвоносните съдове.
- Проучването предоставя доказателства, че видовете могат да се възползват от межвидово размножаване, предизвиквайки традиционните възгледи за еволюционна конкуренция.