مطالعه می گوید بابون ها در Amboseli سرنخ هایی از هزینه های هیبریداسیون ارائه می دهند



تجزیه و تحلیل‌های ژنتیکی جدید بابون‌های وحشی در جنوب کنیا نشان می‌دهد که بیشتر آنها دارای رگه‌هایی از هیبریداسیون در DNA خود هستند. در نتیجه آمیختگی، حدود یک سوم از ترکیب ژنتیکی آن‌ها از ژن‌هایی از گونه‌های دیگر و نزدیک به هم تشکیل شده است.

این مطالعه در منطقه ای نزدیک پارک ملی آمبوسلی کنیا انجام شد، جایی که بابون های زرد گهگاه با همسایگان بابون آنوبیس خود که در شمال غربی زندگی می کنند، ملاقات می کنند و در هم می آمیزند.

محققان از سال 1971 این حیوانات را تقریباً روزانه تحت نظر داشتند و به زمان جفت گیری آنها با افراد خارجی و نحوه زندگی فرزندان حاصله در طول عمر خود به عنوان بخشی از پروژه تحقیقاتی بابون Amboseli، یکی از طولانی ترین مطالعات میدانی روی نخستی های وحشی، اشاره کردند. جهان.

بابون های زرد دارای خز زرد مایل به قهوه ای با گونه ها و قسمت های زیرین سفید هستند. بابون های آنوبیس دارای خز سبز مایل به خاکستری و نرهایی با یال های پشمالو در اطراف سر خود هستند. اگرچه آنها گونه‌های متمایزی هستند که 1.4 میلیون سال پیش از یکدیگر جدا شده‌اند، اما می‌توانند در جایی که محدوده‌هایشان با هم همپوشانی دارد، هیبرید شوند.

به هر حال، فرزندان این اتحادیه ها به خوبی مدیریت می کنند. 50 سال مشاهدات هیچ نشانه واضحی مبنی بر اینکه هیبریدها بدتر از همتایان خود هستند نشان نداد. برخی حتی بهتر از حد انتظار عمل می‌کنند: بابون‌هایی که DNA آنوبیس بیشتری را در ژنوم خود حمل می‌کنند سریع‌تر بالغ می‌شوند و پیوندهای اجتماعی قوی‌تری ایجاد می‌کنند، و نرها در به دست آوردن جفت موفق‌تر هستند.

اما یافته های ژنتیکی جدید که در 5 آگوست در مجله Science منتشر شد، نشان می دهد که ظاهر می تواند فریبنده باشد.

جنی تونگ، پروفسور دانشگاه دوک، که پروژه را به همراه دانشجویان دکترای خود تائوراس ویلگالیس و آریل فوگل رهبری می‌کرد، گفت: این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه تنوع گونه‌ها روی زمین حتی زمانی که خطوط ژنتیکی بین گونه‌ها تار هستند، حفظ می‌شود.

فوگل، که کاندیدای دکترا در برنامه دانشگاه دوک در ژنتیک و ژنومیک است، گفت: جفت گیری بین گونه ها به طور شگفت انگیزی در حیوانات رایج است. حدود 20 تا 30 درصد از میمون‌ها، میمون‌ها و دیگر گونه‌های نخستی‌سانان با هم ترکیب می‌شوند و ژن‌های خود را با دیگران مخلوط می‌کنند.

حتی انسان‌های امروزی ترکیبی از ژن‌های خویشاوندان منقرض شده را حمل می‌کنند. تقریباً 2 تا 5 درصد از DNA در ژنوم ما به هیبریداسیون گذشته با نئاندرتال ها و دنیسوواها اشاره دارد، انسان های باستانی که اجداد ما هنگام مهاجرت از آفریقا به اروپا و آسیا با آنها برخورد کرده و با آنها جفت می شوند. این رابط ها میراث ژنتیکی را به جا گذاشتند که هنوز هم باقی مانده است و بر خطر افسردگی، لخته شدن خون، حتی اعتیاد به دخانیات یا عوارض ناشی از COVID-19 تأثیر می گذارد.

محققان می خواستند هزینه ها و مزایای احتمالی این اختلاط ژنتیکی در پستانداران از جمله انسان را درک کنند. اما انسان‌های امروزی ده‌ها هزار سال پیش، زمانی که همه گونه‌ها به جز یک گونه – مال ما – منقرض شدند، آمیختگی با انسان‌های دیگر را متوقف کردند. بابون‌های وحشی آمبوسلی، مطالعه هیبریداسیون نخستی‌ها را که هنوز ادامه دارد، ممکن می‌سازند.

محققان ژنوم حدود 440 بابون آمبوسلی را که شامل 9 نسل می‌شد، تجزیه و تحلیل کردند و به دنبال تکه‌هایی از DNA بودند که ممکن است از مهاجران آنوبیس به ارث رسیده باشند.

آنها دریافتند که امروزه همه بابون‌های حوضه آمبوسلی در جنوب کنیا ترکیبی هستند و DNA آنوبیس به طور متوسط ​​حدود 37 درصد از ژنوم آنها را تشکیل می‌دهد. برخی از آنوبیس‌ها به دلیل آمیختگی‌هایی هستند که اخیراً در هفت نسل گذشته رخ داده است. اما برای تقریباً نیمی از آنها، این اختلاط صدها تا هزاران نسل پیش اتفاق افتاده است.

در طی آن زمان، داده‌ها نشان می‌دهد که قطعات خاصی از DNA آنوبیس برای هیبریدهایی که آنها را به ارث برده‌اند، هزینه داشته و بر بقا و تولیدمثل آنها تأثیر می‌گذارد به گونه‌ای که این ژن‌ها امروزه کمتر در ژنوم فرزندانشان ظاهر می‌شوند. ویلگالیس، اکنون یک محقق فوق دکتری در دانشگاه شیکاگو است.

نتایج آنها با تحقیقات ژنتیکی در انسان مطابقت دارد، که نشان می دهد اجداد اولیه ما نیز برای هیبریداسیون هزینه پرداخته اند. اما دقیقاً آنچه که ژن‌های نئاندرتال و دنیسووان برای آسیب رساندن به آنها انجام دادند، از روی شواهد محدود فسیلی و DNA که در دسترس است، سخت است.

محققان می گویند که بابون ها در آمبوسلی سرنخ هایی از هزینه های هیبریداسیون ارائه می دهند. با استفاده از توالی RNA برای اندازه‌گیری فعالیت ژن در سلول‌های خونی بابون‌ها، محققان دریافتند که انتخاب طبیعی به احتمال زیاد تکه‌هایی از DNA قرض‌گرفته‌شده را که به‌عنوان سوئیچ عمل می‌کنند و ژن‌های دیگر را روشن و خاموش می‌کنند، از بین می‌برد.

فوگل گفت گام بعدی این است که دقیقاً مشخص شود چه چیزی در نهایت بر توانایی این بابون های هیبریدی برای بقا و تولید مثل تأثیر می گذارد.

ویلگالیس گفت که داده‌های ژنومی به محققان اجازه می‌دهد تا به نسل‌های بیشتری نگاه کنند و فرآیندهای تاریخی را که مستقیماً در میدان دیده نمی‌شوند، مطالعه کنند.

اما شما باید به خود حیوانات نگاه کنید تا بفهمید تغییرات ژنتیکی واقعاً به چه معناست. برای دریافت کل داستان، هم به کار میدانی و هم به ژنتیک نیاز دارید.”


جنی تونگ، موسسه انسان شناسی تکاملی ماکس پلانک

تونگ که اکنون در موسسه ماکس پلانک برای انسان شناسی تکاملی در آلمان مشغول به کار است، افزود: «ما نمی گوییم این همان کاری است که ژن های نئاندرتال و دنیسووا در انسان انجام دادند. “اما مورد بابون روشن می کند که شواهد ژنومی برای هزینه های هیبریداسیون می تواند با حیواناتی که نه تنها زنده می مانند، بلکه اغلب رشد می کنند، سازگار باشد.”

منبع:

مرجع مجله:

Vilgalys، TP، و همکاران. (2022) انتخاب در برابر اختلاط و واگرایی تنظیمی ژن در یک مطالعه مزرعه ای بلندمدت پستانداران. علوم پایه. doi.org/10.1126/science.abm4917.



منبع