Одомашненные голуби немного походят на собак: В течение многих веков знатоки выращивали потрясающую разновидность цветов, мер пера и поведений, создавая больше чем 350 пород, используемых на шоу взглядов и соревнованиях за то, как быстро они летят, насколько они падают в небе, или сколько времени они могут остаться в воздухе. После упорядочивания генома сизого голубя исследователи теперь насладились то разнообразие для разыскивания генетического основания одной из большего количества показных черт голубя: главный гребень. Ген мог быть тем же самым используемым у диких птиц для главных особенностей гребня, и его открытие прокладывает путь к раскрытию генетического основания других важных птичьих черт.
Интерес науки к разнообразию голубя относится ко времени, по крайней мере, середины 19-го века. Отец развития, Чарльз Дарвин, был очарован всеми различными видами и развел этих птиц в своем доме. Он написал о них экстенсивно в его книгах по естественному отбору и развитию и размышлял, вместе с другими, что 150 пород, известных в это время все произошедшие от сизого голубя, также известного как сизый голубь. «Одомашненный голубь был так же, как, если не больше, важный [как зяблики Дарвина] к развитию его взглядов о том, как естественный отбор работал», говорит Натан Янг, эволюционный биолог в Калифорнийском университете, Сан-Франциско.
На рубеже веков классические генетики были также заинтригованы голубями, и в 1911, порождение исследований Т. Х. Моргана предположило, что главные гребни были простой чертой. «Но эта система осталась удивительно неизвестной среди современных эволюционных биологов и генетиков», говорит Ханс Эллегрен, эволюционный биолог в Уппсальском университете в Швеции.Майкл Шапиро, эволюционный биолог в университете Юты в Солт-Лейк-Сити, хотел принести голубей в научный центр внимания снова. «Мы знаем намного больше о генетическом изменении у рыбы и у млекопитающих, чем мы знаем о птицах», указывает он. Пока он не приехал в Юту в 2006, Шапиро сосредоточился на рыбе колюшки. Но тогда кто-то указал, что диапазон черт у тех рыб был скудным по сравнению с чертами голубя и подтвердил точку зрения путем показа Шапиро Энциклопедии Пород Голубя. «Я просто сдулся», Шапиро вспоминает.
Юта, оказалось, была хорошим местом, чтобы начать изучать голубей, поскольку она имеет очень активную группу заводчиков голубей. В 2008 бригада Шапиро начала собирать образцы крови и перья для исследований ДНК и в прошлом году развила генеалогию пород голубя. Главные гребни выскочили как потенциально интересная черта для изучения. Различные породы имеют различные проекты от простого пика до капота оперения, хоронящего голову.
И породы с гребнями были распределены всюду по родословной голубя. Кроме того, у диких птиц, таких как дятлы и голуби есть главные гребни, которые, как думают, были важны в выборе помощника и коммуникации.
Таким образом, Шапиро объединился с ШЭНЬЧЖЭНЕМ ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ФИРМЫ BORLAND в Китае, упорядочившем геном голубя. Группа также упорядочила 40 других геномов голубя, включая породы с и без главных гребней, а также двух свободноживущих популяций голубя.
Те данные помогли установить диапазон нормальной разновидности среди этих геномов. С компьютерной программой, первоначально разработанной для нахождения вариантов ДНК важными при человеческой болезни, они сконцентрировались на местах в геноме, где письма ДНК, названные основами, последовательно отличались между теми с и без главных гребней.
Тот поиск привел их к гену по имени EphB2, который был ответственен за присутствие или отсутствие главного гребня. Обзор еще 69 неукрашенных гребнем птиц от 57 пород и 61 птицы с хохолком от 22 пород подтвердил, что у неукрашенных гребнем птиц была одна версия этого гена, и у всех птиц с хохолком была другая версия, сообщают они онлайн сегодня в Науке. Единственное основное включенное изменение заставляет протеин иметь различную аминокислоту в решающем пятне, то, вероятно, отдающее неэффективный протеин.Исследователи уже знают, что голубь возглавляет форму гребней, потому что перья там растут к голове, а не вниз вдоль органа.
Исследователи не нашли различий в активности гена между украшенными гребнем и неукрашенными гребнем птицами, где и когда эта полярность пера устанавливается в эмбрионе. Таким образом, они думают, что решение вырастить главный гребень должно быть принято ранее в развитии, говорит Шапиро.«Это – интересный пример того, как единственное генное изменение может иметь сильное воздействие», говорит Клифф Тэбин, генетик развития в Гарвардском университете.Теперь бригада Шапиро смотрит на другие черты.
Например, существуют птицы, разведенные для их тенденции упасть в воздушном пространстве, и он хотел бы понять генетику позади этих «роликов» или «стаканов», как их называют. Форма клюва, размер и цвет также варьируются значительно, и их генетика могла бы быть проста удаться.
Другие исследователи могут следовать примеру, говорит Эллегрен. «Работа теперь помещает пятно на голубей … [и] может привлечь других ученых, чтобы начать использовать голубей в качестве моделей».