آیا ما از نسل میمون هستیم؟

جنس Equus از الاغ، اسب و گورخر تشکیل شده است. علیرغم تنوع قابل توجهی در تعداد کروموزوم ها در این گونه ها، پرورش بین گونه ها منجر به فرزندان هیبریدی سالم، هرچند نابارور می شود. قابل توجه ترین در این میان هیبریدهای اسب و خر، قاطر و هندی هستند. خرها در حال حاضر برای همه چیز از حیوانات همراه گرفته تا حیوانات بار استفاده می شوند. اگرچه از نقطه نظر تکاملی ارتباط نزدیکی دارد، اما تفاوت‌ها در آناتومی و فیزیولوژی این فرض را که می‌توان آن‌ها را می‌توان یکسان با اسب اهلی درمان کرد، منع می‌کند. دامپزشکان باید از این تفاوت ها آگاه باشند و عملکرد خود را بر اساس آن تنظیم کنند.

تقلب گوشت در حال حاضر یک عمل رایج در سراسر جهان است. در چین، تقلب محصولات گوشتی الاغ با گونه‌های مشابه گوشت (اسب و قاطر/مرغ) و برچسب‌گذاری نادرست در حال تبدیل شدن به نگرانی‌های گسترده است. در این مطالعه، یک روش PCR بیدرنگ دوبلکس حساس و خاص بر اساس تکثیر همزمان قطعاتی از خانواده ژن عضلانی کراتین کیناز، برای شناسایی گونه‌های اسب، خر و قاطر/ماهی در خام و بهینه‌سازی شده است.

فرآورده های گوشتی فرآوری شده با حرارت نتایج PCR Real-time Duplex منحنی‌های تقویت فلورسانس متفاوتی را برای اسب و الاغ نشان داد. هر دو نوع منحنی تقویت فلورسانس به طور همزمان برای Mule/Hinny ظاهر شدند. حد تشخیص (LOD) روش تا 0.01 نانوگرم در میکرولیتر بود. روش و استراتژی توسعه‌یافته در این مطالعه می‌تواند برای تشخیص وجود مواد تقلبی از گوشت اسب و قاطر/مرغ در گوشت خام الاغ و فرآورده‌های گوشتی استفاده شود.

گیرنده ملانوکورتین 1 (MC1R)، گیرنده فاکتور رشد ماست/سلول بنیادی (KIT) و گیرنده فاکتور رشد مشتق شده از پلاکت آلفا (PDGFRA) جایگاه هایی هستند که همگی به گروه پیوندی اسب 2 (LG2) تعلق دارند. از اینها، KIT در هیبریداسیون درجا فلورسنت بود (FISH) که با پروب‌های BAC cDNA اسب و هترولوگ خوک به ECA3q21 نقشه‌برداری شد، در حالی که MC1R به ECA3p12 و PDGFRA به ECA3q21 با پروب‌های BAC خوک هترولوگ ترجمه شد.

مقایسه سه مرحله ای بین کروموزوم های ECA3 و الاغ انجام شد. ابتدا، کاوشگر نقاشی ECA3 ریز بر روی کروموزوم های الاغ استفاده شد که نشان دهنده اختلال در سنتنی اسب بود. در مرحله بعد، کروموزوم‌های انسانی (HSA) (Chrs) 16q و 4 رنگ خاص، که به ترتیب با ECA3p و 3q همولوگ شناخته می‌شوند، برای تشخیص بخش(های) کروموزومی همولوگ در الاغ اعمال شدند.

در نهایت، چهار ژن (MC1R، ALB، PDGFRA، KIT) و دو نشانگر ریزماهواره اسب (SGCV18 و SGCV33) واقع در ECA3 به کروموزوم‌های الاغ نقشه‌برداری شدند. این یافته ها نتایج همسانی نقاشی گونه های متقاطع را اصلاح کرد و شش نشانگر جدید را به نقشه ژنی الاغ نوپا اضافه کرد.

این فرضیه که رنگ پوشش توبیانو در اسب‌ها ممکن است با وارونگی کروموزومی شامل ژن‌های درون LG2 مرتبط باشد با تجزیه و تحلیل سیتوژنتیکی مبتنی بر G-banding و ترتیب چهار جایگاه-KIT، PDGFRA، آلبومین (ALB) و MC1R-در توبیانو و اسب های غیر توبیانو (هموزیگوت و همچنین هتروزیگوت). با این حال، هیچ تفاوتی در الگوهای نواری یا مکان / ترتیب نسبی ژن ها در سه کلاس مشاهده نشد.

این مطالعه نقشه‌برداری موفقیت‌آمیز FISH از پروب‌های BAC را در میان گونه‌های دارای واگرای تکاملی، یعنی خوک و اسب/خر، نشان می‌دهد و نشان‌دهنده اولین استفاده از کلون‌های منفرد با اندازه بزرگ در حیوانات مزرعه‌ای دوردست است.

جکاس ژنومیکس – آیا خرها از کروموزوم معکوس به وجود آمده اند؟

در دنیای توالی یابی ژنوم، خرها به اندازه اسب ها مورد توجه قرار نگرفته اند. اما اکنون گزارشی در مورد توالی ژنوم جدید و بهبود یافته ویلی، یک جک الاغ ( Equus asinus ) که در باغ وحش کپنهاگ در سال 1997 متولد شد، در شماره جدید Science Advances ، از گابریل رنو، از مرکز ژئوژنتیک، ظاهر می شود. موزه تاریخ طبیعی دانمارک. (یک ماده جنی یا جنت است.) دیدگاه جدید سرنخ هایی از چگونگی شاخه شدن الاغ ها از اسب ها در امتداد درخت تکامل ارائه می دهد.

خرها (رنود)

Equid Evolution

خانواده ماهیان در طول 55 میلیون سال گذشته شکوفا شده است، با ده ها جنس تنها از فسیل های آنها شناخته شده است. امروزه فقط یک جنس به نام Equus باقی مانده است که شامل اسب، سه گونه گورخر و سه گونه الاغ است. شش توالی ژنوم گورخر و الاغ در اینجا منتشر شده است و من اخیراً در مورد کواگا منقرض شده نوشتم .

جدیدترین جد مشترک اسب های امروزی بین 4.0 تا 4.5 میلیون سال پیش زندگی می کرد. طبق چندین گزارش قدیمی، دودمان منتهی به الاغ ها (از جمله الاغ) و گورخرها حدود 1.8 تا 2 میلیون سال پیش از جد مشترک جدا شدند. توالی جدید ژنوم الاغ تخمین شکاف بین الاغ و گورخر را به 200000 سال قبل اصلاح می کند.

الاغ های جدیدتر، از آسیا و آفریقا، 1.75 تا حدود 1.5 میلیون سال پیش از هم جدا شدند. (تکامل به صورت مجموعه ای از شاخه ها از اجداد مشترک پیش می رود؛ کارتون محبوب شامپانزه قبل از انسان دقیق نیست.) سرانجام، حدود 700000 سال پیش، پیشینیان خرها راه خود را از الاغ وحشی آفریقایی، از سومالی و/یا جدا کردند. نوبیا (منطقه ای در امتداد رود نیل بین اسوان در جنوب مصر و خارطوم در مرکز سودان). جمعیت الاغ وحشی سومالی امروز به شدت در معرض خطر است.

خرها حدود 5000 سال پیش با خشک شدن آب و هوا اهلی شدند. آنها از آن زمان تا به حال حیوانات باری بودند.

امکانات ترکیبی

اسب ها و خویشاوندان آنها، در گذشته و حال، از نظر ژنتیکی خاص هستند که کروموزوم های آنها نسبت به یکدیگر مرتب شده اند. این باید آنها را از تولید هیبریدهای بادوام جلوگیری کند – اما آنها این کار را می کنند.

یک قاطر

خرها 62 کروموزوم و اسب ها 64 کروموزوم دارند. قاطر از جفت گیری یک الاغ نر و یک اسب ماده می آید و دارای 63 کروموزوم است. قاطرها به خاطر هوش، آرامش، استقامت و پشتکارشان معروف هستند. بدن‌های اسب‌مانند آن‌ها که بر روی اندام‌های الاغ‌مانند قرار دارند، آن‌ها را برای جابه‌جایی گردشگران در اطراف گرند کنیون و جمع‌آوری تدارکات در موقعیت‌های جنگی ایده‌آل می‌سازد. گوش‌ها مانند گوش‌های مادر اسب بزرگ است و قاطرها صدایی تولید می‌کنند که به‌عنوان ناله‌ای شروع می‌شود و تبدیل به بری می‌شود.

زوج مکمل، یک الاغ ماده و یک اسب نر، یک خروار کوچکتر از یک قاطر تولید می کنند. هندی ها طرف مقابل قاطر هستند، با هیکل خر در بالای اندام اسبی و گوش های خر کوتاه. آنها نادرتر از قاطرها هستند، اما همچنین دارای 63 کروموزوم هستند. مخلوط کردن آنها آسان است.

یک هندی

قاطرها و قاطرهای نر تمایل زیادی به رابطه جنسی دارند، بنابراین اخته کردن توصیه می شود. کروموزوم های عجیب و غریب آنها آنها را عقیم می کند. و برای هر دو قاطر و هندی، نر را جان یا جک و ماده را مولی می گویند. ( به پناهگاه الاغ مراجعه کنید.) برای اطلاعات بیشتر

خرهایی که با گورخرها پرورش داده می شوند، زونکی نیمه راه راه را تولید می کنند.

خرهای معروف

همه Eeyore را می‌شناسند، الاغ پرشده همیشه مأیوس در وینی‌پو. یکی دیگر از خرهای معروف جیمی است، کهنه سرباز برجسته نبرد خونین سام، در جنگ جهانی اول.

هنگامی که یک جیمی جوان به میدان نبرد رفت، نیروهای آلمانی و اسکاتلندی متوقف شدند. نوشت: “بدون شک دیدن این وایف، قلب بسیاری از این سربازان خسته از جنگ را شاد کرد.” سیندی کرانک در یک پست فوق العاده درباره اسب مشهور

زونکی (گورخر + الاغ)

جیمی به شغل حمل مجروحان و آذوقه ادامه داد و از همان قوطی شیر که سربازان اسکاتلندی می‌نوشید. او چندین بار مجروح شد و به خاطر تلاش هایش به درجه سردار ارتقا یافت.

پس از جنگ، جیمی به جای تبدیل شدن به غذا برای سربازان گرسنه، توسط یک خانم انگلیسی مناسب به فرزندخواندگی پذیرفته شد و او روزهای خود را در پیتربورو گذراند، « در یک پادوک کوچک در مرکز شهر و مردم او را ملاقات می‌کردند و سکه‌ها را در یک خانه کوچک می‌ریزند. کرانک نوشت. الاغ در سال 1943 مرد و روی سنگ قبر او نوشته شده است : “جیمی، متولد سومم 1916”.

ژنوم اسب و الاغ بیشتر شبیه هم هستند تا متفاوت

دکتر رنو و همکارانش با نمونه خونی از ویلی، توالی‌های ژنوم الاغ قبلی را با به دست آوردن تکه‌های بزرگ‌تر کروموزوم بهبود بخشیدند و شکاف‌های کمتری بر جای گذاشتند. توالی‌یابی نیازمند شکستن بسیاری از نسخه‌های ژنوم، سپس همپوشانی قطعات، و پوشش 61 برابری ویلی است. ژنوم دارای 18984 ژن کد کننده پروتئین است – فقط یک هزار ژن کمتر از ژنوم خودمان – که حدود 1.3 درصد از کل توالی را تشکیل می دهد، همچنین کمی شبیه ما.

مقایسه ژنوم ویلی با ژنوم اسب (در نمودارهای زیبای ون در مقاله) رابطه تکاملی نزدیک آنها را آشکار کرد. تنها حدود 15 درصد از ژن‌های اسب در ژنوم الاغ نیز وجود ندارد و تنها حدود 10 درصد از ژن‌های خر مشابهی در اسب ندارند. بیشتر ژن‌هایی که به اشتراک می‌گذارند، عملکردهای اساسی «خانه‌داری» مانند از بین بردن پروتئین‌ها، ترمیم DNA، امکان رشد جنینی و کنترل تقسیم سلولی را انجام می‌دهند. بنابراین به همین دلیل است که یک کپی از هر ژنوم می تواند با هم برخورد کند و قاطرها و حشرات را تولید کند.

زیرمتن در ژنوم

شکل دوم از اطلاعات رمزگذاری شده در ژنوم ها، علاوه بر توالی A، C، T، G، الگوی متفاوت بودن دو نوع ژن های منفرد (هتروزیگوت) یا یکسان (هموزیگوت) است. بسیاری از ژن‌های هموزیگوت به هم پیوسته یک “مجموعه هموزیگوسیتی” (ROH) را تشکیل می‌دهند.

این نقاشی مصری از 1298 تا 1235 قبل از میلاد الاغ را به عنوان یک حیوان بار نشان می دهد.

یک ROH یک تکه کروموزوم را نشان می دهد، شاید به اندازه میلیون ها پایگاه DNA، که از والدین هر یک از افراد یکسان است، که به نوبه خود آن را از یک اجداد مشترک به ارث برده اند، مانند پدربزرگ و مادربزرگی که پسرعموها به اشتراک می گذارند. هرچه ROH طولانی‌تر باشد، جد مشترک جدیدتر است، زیرا برای ایجاد جهش‌هایی که یکسانی توالی را از بین می‌برد، زمان می‌برد.

بررسی دقیق ROHها می‌تواند همخونی و اهلی‌سازی اخیر را آشکار کند، به بازسازی الگوهای احتمالی انشعاب تکاملی کمک کند، و به طور عملی‌تر، به شرکت‌های اجداد کمک کند تا DNA موجود در نمونه‌های تف را به مناطق جغرافیایی که اجداد مردم از آنجا آمده‌اند، اختصاص دهند. مطالعه جدید ROHها را برای سه گونه گورخر و سه گونه الاغ مقایسه کرد و تأیید کرد که جدیدترین اجداد ویلی الاغ های وحشی سومالی بودند.

از توالی های DNA تا انقباضات کروموزومی

محققان از فناوری مونتاژ Chicago HiRise برای بالا بردن کیفیت توالی ژنوم ویلی استفاده کردند. آنها می نویسند: “این مجموعه جدید به ما امکان داد تا بازآرایی های کروموزومی در مقیاس خوب بین اسب و الاغ را شناسایی کنیم که احتمالاً نقش فعالی در واگرایی آنها و در نهایت گونه زایی ایفا کرده است.”

(رنود)

قطعات بزرگتر آنها را قادر می‌سازد تا در توالی‌های DNA که کروموزوم‌ها در هم می‌پیچند، مانند وارونگی (جایی که یک توالی برمی‌گردد) یا جابه‌جایی (جایی که انواع مختلف کروموزوم قسمت‌ها را مبادله می‌کنند) به صفر برسند. این رویدادها می‌تواند به انزوای تولید مثلی جمعیت‌های کوچکی دامن بزند که می‌توانند به گونه‌زایی گسترش یابند.

وارونگی ممکن است توضیح دهد که چگونه خرها از اسب در درخت تکاملی جدا شدند. نیم دوجین ژن در مجاورت نقاط شکست یک وارونگی بزرگ در کروموزوم 28 اسب، مکان هایی که DNA در آن چرخش دارد، بر باروری مردان تأثیر می گذارد.

الکتروموتور

یک ژن به طور خاص به عنوان یک محرک الاغ ظاهر شد: KITLG . یک وارونگی بزرگ ژن را از توالی DNA کنترل آن جدا می کند. پروتئین کدگذاری شده به طور معمول در بیضه ها عمل می کند. غیرفعال کردن آن باعث خفه شدن اسپرماتوژنز می شود و از تکمیل میوز (تفکیک یک مجموعه کامل و منفرد از کروموزوم ها به یک گامت در حال تشکیل) اسپرم جلوگیری می کند.

آیا ممکن است یک نقص کروموزومی خرها را در مسیر تکاملی خود قرار دهد؟

وارونگی کروموزومی

ممکن است به دلیل تأثیرات وارونگی روی میوز اتفاق افتاده باشد. اگر یک کروموزوم معکوس باشد و شریک آن نه، این دو کروموزوم منقبض می‌شوند تا ژن‌هایشان در یک راستا قرار گیرند. در نتیجه، نیمی از اسپرم ها یا تخمک های به دست آمده دارای تعداد زیادی از ژن ها و تعداد بسیار کمی از ژن های دیگر هستند. یک چهارم طبیعی است. و یک چهارم کروموزوم معکوس دارند. اما اگر در نهایت اسپرم با یک کروموزوم معکوس 28 تخمک‌هایی را با همان وارونگی بارور می‌کرد، حیواناتی تصور می‌شدند که در آن هر دو نسخه کروموزوم معکوس شده‌اند – و آنها با یکدیگر بارور می‌شدند، اما با اسب‌ها نه. هنگامی که یک زیرجمعیت با وارونگی ایجاد شد، تغییرات ژنتیکی بیشتر آنها را بیشتر از اسب اجدادی جدا می کند.

من این ایده از گونه زایی را که توسط تغییر کروموزوم برای جابجایی ها هدایت می شود، در «آیا یک کروموزوم عجیب و غریب می تواند گونه دوم انسان ایجاد کند؟» بحث کردم. و شواهدی وجود دارد که اسب اهلی شده از جابجایی در طبیعت وحشی و ژنوم اسب پرژوالسکی باستانی به وجود آمده است .

داستان ژنتیکی من برای منشاء الاغ فراتر از گزارش جدید است، بنابراین من برای تفسیرهای دیگر باز هستم.