Эволюция буренок: как коровы стали такими, какими мы привыкли их видеть

Сайт TechInsider 4 февраля 2024 г. 

Что может быть привычнее, чем коровы, разгуливающие по полю в селах и деревнях? Однако для эволюционного развития этого вида потребовалось множество генетических изменений. Рассказываем, как в мире появились коровы.

Как проводилось исследование эволюции коровы

Международная команда ученых определила генетические механизмы эволюции жвачных животных от оленька до крупного рогатого скота с помощью выявления перестроек в горячих точках хромосом. Иными словами, они выяснили, как появились коровы.

Метод позволил установить, как в ходе эволюции коровы у жвачных животных менялись гены в горячих точках – так называют участки хромосом, которые в ходе эволюции подвергаются трансформации, в отличие от холодных точек, сохраняющих блоки генов в нетронутом виде.

Один из авторов исследования руководитель научного направления Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН доктор биологических наук Александр Графодатский объяснил, что у жвачных животных, в том числе и коров в ходе их эволюции образовалась сложная система пищеварения. Известно, что предки всех млекопитающих — насекомоядные, имеющие много общего с хищниками. Еду они практически не пережевывают, переваривают очень быстро, поэтому питаться им надо часто.

У жвачных процесс пищеварения гораздо более длительный, желудок состоит из четырех отделов и переваривание происходит в четыре этапа. Вероятно, и жвачные животные когда-то питались тем, что бегает: сегодня в Юго-Восточной Азии обитает оленек — самое маленькое и древнее жвачное животное в мире, которое при этом ест крабов и мышей. Для изучения геномов в ИМКБ СО РАН используют метод хромосомной живописи (ZooFISH).

Такое название он получил из-за того, что хромосомы окрашиваются флуорохромами — красителями, способными светиться в ультрафиолетовом или синем излучении. Это делается, чтобы сравнивать участки хромосом у разных видов и определять, какие из них в процессе эволюции остались неизменными, а какие подверглись перестройке. Метод в совокупности с данными секвенирования и биоинформатики позволил с большой точностью определить эволюцию коров, в частности, хромосомные перестройки важнейших для эволюции представителей китопарнокопытных, к которым относятся и жвачные животные.

Как появились коровы — результаты исследования

В результате исследования выяснилось, что коровы появились за счет изменения генов в горячих точках, влияющих на регуляцию целых групп физиологически важных генов, в частности, отвечающих за пищеварение, которое является характерным для всего подотряда жвачных, принадлежащих к отряду парнокопытных, и отличает их от других животных.

Были исследованы хромосомы альпаки, серого кита, яванского оленька, сибирской кабарги, жирафа, лани, сибирской косули, черной антилопы, овцебыка и коровы. “Мы получили крайне интересные результаты, многие из них еще ждут своего подтверждения — в частности, есть основания предполагать, что те же хромосомные перестройки, которые ответственны за изменения типа пищеварения, связаны и с особенностями деторождения”, — отметил Александр Графодатский.

Александр Пономарёв