Павел Бородин - Кошки и гены

Прекрасно, но почти точно такую же последовательность мы обнаруживаем в геноме бабуинов и других обезьян Старого Света, а также у человека. Значит, кошки получили эту последовательность не от своих кошачьих предков, а от обезьян!

Этот пример показывает, что поток генов может иметь не только вертикальное направление: от родителей к потомкам, но и горизонтальное: от одного вида к другому.

Я не разделяю энтузиазма тех горячих голов, которые считают этот путь столбовой дорогой эволюции. В конце концов, нас именно потому и поражает горизонтальный перенос генов, что уж больно он экзотичен. И уж совсем непонятно мне, почему случаи генетического сходства, не объяснимого родством, считают сокрушающим аргументом против дарвиновской теории эволюции. Ведь для дарвинизма не важно, откуда взялся в организме тот или иной ген: получен от родителей или со стороны, важно, как он будет взаимодействовать с остальными генами данного организма и как это взаимодействие скажется на приспособленности его носителя. В случае вируса RQ-114 оно не сказывается никак. Поэтому естественный отбор не препятствует его сохранению в геноме кошек.

Есть еще одно семейство встроенных вирусных последовательностей в геноме кошек: FeLV. Оно представлено десятком копий на кошачий геном. Гомологичные фрагменты ДНК были найдены и у грызунов Старого Света. И опять причиной сходства является, по-видимому, горизонтальный перенос. Но FeLV интересен не только как пример горизонтального переноса. Кроме встроенных в кошачий геном фрагментов FeLV эти последовательности существуют и в свободной, не встроенной форме, в виде инфекционного вируса с тем же названием. Последовательность оснований в вирусной форме FeLV не вполне идентична встроенной последовательности. Отличия не превышают 15%. Но эти 15% различий дорого обходятся тем котам, которым доводится заразиться вирусом FeLV. Зараженные животные погибают от любой инфекции, которую прекрасно переносят коты, свободные от вируса FeLV. Вам эти симптомы ничего не напоминают? Ну, конечно же, СПИД! В обоих случаях вирусом поражаются Т-лимфоциты. Рушатся системы иммунной защиты.

Здесь, однако, нужно дать одно важное пояснение. Кошачий вирус FeLV не опасен для человека, он — видоспецифичен. Это пояснение я даю потому, что моя соседка рекомендовала мне выбросить обоих моих котов и провериться на СПИД. Ей сказали, что 30% процентов кошек страдают СПИДом. Правда, не наших кошек, а японских. Но все равно, береженого бог бережет. Тут-то я и понял, что слухи о FeLV просочились в общественное сознание и, как водится, приобрели апокалиптический оттенок. Поэтому я еще раз торжественно объявляю: СПИДом от кота заразиться нельзя! Вот лишаем — другое дело.

Вообще, что касается болезней, особенно наследственных, тут у нас с котами очень много общего. Сейчас у кошек описано около 250 генетических дефектов. Среди них мы обнаруживаем и гемофиликов, страдающих от нарушения свертываемости крови, и диабетиков, и ряд других наследственных больных. О сходстве наследственных болезней нервной системы мы уже говорили в главе 2.

Близкое генетическое сходство кошки и человека, включая и сходство хромосомных карт, достойно удивления. Последний общий предок приматов и кошачьих существовал 100 миллионов лет назад. Чем же объяснить тогда, что за такой долгий срок мы так мало отошли друг от друга в плане взаиморасположения генов в хромосомах? Все дело, видимо, в том, что и в нашей, и в кошачьей эволюции хромосомные перестройки происходили весьма редко.

Все кошки, включая и вашего Ваську, и уссурийского тигра, и североамериканскую пуму, имеют 38 хромосом, очень сходных как по размерам, так и по характеру полосатости. 13 из 19 пар хромосом у всех кошачьих оказываются абсолютно идентичными по характеру распределения полос. Только пять видов кошачьих имеют 36 хромосом. К этой группе относятся южноамериканские кошки, оцелот и еще четыре менее известных вида. Подробный анализ дифференциально окрашенных кариотипов показывает, что эти 36-хромосомные виды произошли в результате слияния двух пар хромосом.

Последние 20 лет ознаменовались радикальным пересмотром всего родословного древа млекопитающих с использованием данных молекулярной генетики. До этого филогенетическое древо выглядело вовсе не как древо, а как куст. Все его ветви - отряды - отходили от корня. Сейчас оно начинает приобретать вид древа - мы можем видеть на нем последовательные ветвления.

На этом древе теперь выделяются три главных ветви - афротеррии [слоны, сирены, даманы, трубкозубы, златокроты и др.), неполнозубые (эндемики Южной Америки - броненосцы, ленивцы и муравьеды) и лавразиотеррий (все остальные плацентарные млекопитающие). Эти три ствола образовались из- за раскола древнего материка Пангеи на Гондвану (Африка, Индия, Южная Америка, Антарктида и Австралия) и Лавразию (Евразия и Северная Америка). Гондвана затем раскололась на составляющие материки, причем первой откололась Африка. На этом изолированном континенте и развивался надотряд афротерриев.

Интересующие нас кошки входят в отряд хищных, который принадлежит к ветви лавразиотерриев. Эта ветвь ветвится дальше на две ветви. Одна из них ведет к приматам, зайцеобразным и грызунам, а другая ветвится дальше на насекомоядных (кроты, ежи, землеройки) и хищно-копытно- рукокрылых.

Как бы ни безумно выглядела последняя группа, ее общее происхождение убедительно подтверждается молекулярным данными. Более того, эти же данные показывают, что дальнейшее ветвление внутри этой группы происходило вовсе не так как можно заключить из внешнего облика животных ее составляющих.

Первыми отделились кито-парнокопытные. [Нет, это не опечатка. Именно так – кито - парнокопытные. В старом, до- молекулярном древе китов выводили прямо от корня куста млекопитающих. Сейчас оказалось, что ближайшим родственником китов является бегемот).

Другая ветвь - пегасохищные - ветвится на непарнокопытных (лошади, тапиры, носороги), хищных (кошки, собаки, медведи, моржи и др.) и рукокрылых (летучие мыши). Порядок ветвления в пределах надотряда пегасохищных пока не вполне понятен, но есть указания на то, что первыми выделились рукокрылые, а уже потом произошло разделение непарнокопытных и хищных. Но что совершенно определенно, так это то, что последний общий предок лошади и кошки существовал позже (то есть ближе к нашему времени), чем последний общий предок лошади и коровы.

Генеалогическое дерево семейства кошачьих, построенное на основании данных палеонтологии, хромосомного и молекулярно-генетического анализа.

Родословное древо кошек было так же существенно пересмотрено в последние 20 лет.

Первое разделение семейства кошачьих произошло около 11 млн. лет назад в Азии, когда отделилась линия больших рычащих кошек (лев, тигр, леопард, ягуар и снежный барс). Многие виды, принадлежащие к этой группе, имеют практически идентичные хромосомные наборы и почти не отличаются друг от друга по иммунологическим характеристикам, которые оценивают спектр синтезируемых белков. В природе они сохраняются как отдельные виды, но в неволе от них легко получить гибридное потомство. Многие зоопарки имеют тигрольвиц, лигеров и т. д. Правда, большинство этих гибридов стерильно. Но сама возможность получения жизнеспособных гибридов между этими видами указывает на большое генетическое сходство рычащих кошек друг с другом.

Вторая группа выделилась тоже в Азии и состоит из кошек, обитающих в Юго-Восточной Азии (мраморный кот и азиатская золотистая кошка). От этой линии отделилась и мигрировала в Африку ветвь сервала, каракала и африканской золотистой кошки. Это произошло 6-10 млн. лет назад, когда уровень мирового океана был довольно низким, и между Африкой и Азией существовала перемычка в районе современного Красного моря.

В это же время остальные кошки широко расселились по Азии. Часть их перешла по Берингийскому мосту в Северную Америку. Именно там находят самые древние останки рыси, оцелота и пумы. Затем потомки Североамериканских кошек мигрировали назад в Азию и потом в Африку, где дали начало евразйатской рыси и африканскому гепарду. В конце плиоцена f2-3 млн. лет назад] образовался Панамский перешеек между Северной и Южной Америкой. В Южную Америку проникла линия оцелота и дала начало 7 новым видам кошек. Туда же перебрались из Северной Америки пума и ягуар.

Разделение остальных азиатских кошек на отдельные роды и виды произошло в Евразии в течение последних 5 млн. лет. Именно к этой группе принадлежит домашняя кошка.

Хромосомы мелких азиатских кошек абсолютно идентичны. Генетические различия между представителями этой группы видов пренебрежимо малы. Все они содержат встроенную в геном последовательность вируса RQ-114, которой нет у всех остальных кошачьих (но есть, как вы помните, у человека].