Výzkum ukazuje, jak hybridizace formovala evoluci koček

Vědci z Texas A&M University a Faculdade de Biociências v Brazílii se posunuli o krok blíže k pochopení bohaté evoluční historie kočičí rodiny. V článku, který je uveden na obálce Genome Research, výzkumníci vytvořili rozsáhlé rodokmeny 38 druhů koček, které ilustrovaly mateřské, otcovské a biparentální linie v rámci rodiny koček. Zjistili však, že linie nejsou zcela lineární. Namísto toho tato studie odhalila, že kočičí původ byl v průběhu její evoluční historie utvářen hybridizací.

Pro tuto studii použili vědci kromě sekvenování kompletních mitochondriálních genomů data o jediném nukleotidovém polymorfismu (SNP) v celém genomu – která identifikují rozdíly v jednotlivých párech bází – s geny z chromozomů X a Y a autozomálních nebo nepohlavních chromozomů. , které označují mateřskou linii. Tato data byla doplněna novými daty o sekvenování celého genomu od nejbližšího druhu kočce domácí a také analýzou genomů tygra, sněžného leoparda a lva.

"Naše výsledky konečně řeší mnoho nesrovnalostí v literatuře za poslední dvě desetiletí, pokud jde o to, jak jsou kočky příbuzné, a příčinu mnoha konfliktů mezi různými vědeckými publikacemi," řekl Dr. William Murphy, profesor na katedře veterinární integrace. Biosciences (VIBS) na Texas A&M College of Veterinary Medicine &Biomedical Sciences a autor studie.

"Výsledky také zdůrazňují vznikající trend v literatuře, že hybridizace mezi různými druhy je běžná a může být ve skutečnosti adaptivní." Jednou z novinek naší studie je ilustrace toho, jak běžný je tento proces v širším fylogenetickém měřítku – v rámci celé rodiny savců – než bylo dříve prokázáno u izolovaných párů druhů.“

"Dr. Murphy je extrémně pečlivý výzkumník, jehož předchozí práce pomohla vytvořit oblast fylogenomiky, která využívá analýzu genomu k vytvoření evolučních vztahů druhů,“ řekla Dr. Evelyn Tiffany-Castiglioni, vedoucí oddělení VIBS. "Tato nová práce výrazně přispěje k našemu chápání hybridizace jako síly, která formovala a utváří speciace u koček."

Vědci zjistili, že mezi mateřskými a biparentálními stromy bylo devět rozdílů. Například mateřský strom naznačoval, že linie puma byla blíže příbuzná skupině rysů/hnědých koček, zatímco biparentální strom vykazoval linii pumy jako těsnější vztah ke skupině asijských leopardů/koček domácích. Výzkumníci došli k závěru, že nejpravděpodobnější příčinou tohoto a dalších nesrovnalostí mezi rodokmeny založenými na různých způsobech dědičnosti jsou starověké hybridizace. Kříženci se pak mohli spářit s nehybridy, čímž se do druhu vrátily variace.

Mezi další faktory ovlivňující evoluci koček patří skutečnost, že hybridní samci jsou častěji sterilní než hybridní samice a samci jsou často více geograficky rozptýleni než samice.

"Identifikovali jsme stopy hybridizace v genomech více než poloviny z osmi linií koček, kde jsou úseky sekvencí DNA mnohem těsněji příbuzné mezi páry nesesterských druhů, než by se dalo očekávat u náhodných procesů," řekl Murphy. "V několika z těchto případů se důkaz hybridizace v jaderném genomu, který je zděděn od obou rodičů, shoduje s podobnými vzory v mitochondriální DNA, která je zděděna pouze od matky."

Starověká hybridizace mohla vést k nesrovnalostem mezi biparentálními a mateřskými liniemi levharta sněžného. Konkrétně se ukázalo, že geny na X chromozomech lvů a sněžných leopardů se rozcházely v novější době než geny na autozomálních chromozomech. Kromě toho si sněžní leopardi zachovali mitochondriální genom, který je více podobný mitochondriální DNA lvů ve srovnání s jinými částmi jeho genomu. Studie naznačila, že tyto výsledky jsou pravděpodobně způsobeny ranou hybridizací mezi předky těchto dvou druhů.

"Víme, že starověká hybridizace ve volné přírodě je v souladu s rozsáhlými důkazy o hybridizaci, ke které došlo mezi mnoha vzdáleně příbuznými druhy koček v zajetí, jako je liger - samec lva křížený se samicí tygra," řekl Murphy. "Jedno z celosvětově nejoblíbenějších plemen koček, bengálská kočka, je kříženec mezi kočkou domácí a asijskou leopardí kočkou a několik dalších stále častějších plemen koček je hybridního původu."

Výzkumníci také poznamenávají, že zatímco hybridizace je přirozenou součástí evoluce, faktory, jako je pytláctví, ztráta přirozeného prostředí a změna klimatu, mají schopnost ovlivnit budoucí vývoj koček, zejména u ohrožených druhů. Zdůrazňují také důležitost porozumění přirozené hybridizaci oproti hybridizaci způsobené člověkem.