onko se pizza?Luotto: Gary Hershorn/Getty
New Yorkin rotat ovat sopeutumiskykyisiä. He syövät pizzaa, hodareita — jopa salaatteja — ja asuvat lähes kaikissa kaupunginosien kolkissa metrotunneleista leikkikentän hiekkakuopille.
niiden genomit antavat nyt vihjeitä rottien kyvystä valloittaa New Yorkin kaltaisia kaupunkeja, joissa otuksia arvellaan olevan noin 2 miljoonaa. Biorxiviin tässä kuussa lähetetyssä tutkimuksessa1 geneetikot tunnistivat kymmeniä ruokavalioon, käyttäytymiseen ja liikkumiseen liittyviä geenejä, jotka ovat saattaneet auttaa New Yorkin rottia menestymään.
”sekä evoluutiobiologina että Newyorkilaisena en voi olla hämmästelemättä sitä, miten rotat ovat sopeutuneet kaupunkiympäristöön”, sanoo kaupungin Columbian yliopiston väestögeneetikko Arbel Harpak. Hän johti tutkimusta yhdessä evoluutiobiologien Jason Munshi-Southin kanssa Fordhamin yliopistossa Armonkissa New Yorkissa ja Pleuni Penningsin kanssa San Franciscon osavaltionyliopistossa Kaliforniassa.
ennen kuin tutkijat etsivät evoluution tavaramerkkejä New Yorkin rotista, heidän oli ensin pyydystettävä ne. Vuosina 2014-2015 Mushin-Southin urbaaniin evoluutioon ja ekologiaan erikoistunut tiimi keräsi lähes 400 ruskeaa rottaa (Rattus norvegicus) eri puolilta kaupunkia houkutellen niitä pyydyksiin pekonin, maapähkinävoin ja kauran sekoituksella. Tutkijat sitten sekvensoitu koko genomit 29 näistä rotista-kaikki Manhattan — ja verrattiin niitä aiemmin sekvensoitu genomit rottien maaseudun Koillis-Kiinassa, oletettu esi-kotiin brown ratss2.
geneettinen vaihtelu
Harpakin ryhmä etsi sitten genomista alueita, jotka sisälsivät variaatioita, jotka olivat todennäköisesti niin hyödyllisiä newyorkilaisille rotille, että ne yleistyivät nopeasti paikallispopulaatioiden keskuudessa. Selektiivisenä pyyhkäisynä tunnettu evoluutioprosessi on tapahtunut myös ihmisillä, esimerkiksi levittämällä geenivariantteja, joiden avulla jotkut ihmiset sulattavat maitoa aikuisina.
skannaus tuotti listan kymmenistä geeneistä, jotka kätkivät rotilla olevan valikoivan pyyhkäisyn jäljen. Osa geeneistä liittyy ruokavalioon, käyttäytymiseen ja liikkumiseen — mikä mahdollisesti heijastaa Ison Omenan elämän haasteita ja iloja. Vaikka onkin houkuttelevaa spekuloida, että cyp2d1, geeni, jonka ryhmä tunnisti ja joka saattaa olla tärkeä kasviyhdisteiden puhdistamisessa, voisi auttaa kaupunkirottia nauttimaan lehtikaalisalaateista, tutkijat eivät voi vielä sanoa, miten nämä genomiset tunnusmerkit vaikuttavat eläinten biologiaan.
Harpak näkee ryhmänsä listan lähtökohtana tulevalle tutkimukselle. Kokeet siirtogeenisillä koerotilla voisivat esimerkiksi selittää, muuttivatko muutokset geenissä, joka on mukana uusien neuronien kasvattamisessa, rottien käyttäytymistä, vai ovatko muut geenit, jotka ryhmä havaitsi liittyvän hiilihydraattien ja sokerin metaboloitumiseen, saattaneet vaikuttaa rottien ruokavalioon.
on kiehtovaa, että osa tutkijoiden tunnistamista geeneistä liittyy aivojen johdotuksiin, sanoo Andrés Bendesky, Columbian evolutiivinen geneetikko ja neurotieteilijä. Tutkijat ovat arvelleet, että eläimet voisivat sopeutua uusiin ympäristöihin muuttamalla hermopiirejään, mutta Bendeskyn mukaan kukaan ei ole vielä osoittanut tätä.
Changing times and changing places
Harpak sanoo, että hän ja hänen kollegansa toivovat voivansa selvittää, milloin selektiiviset pyyhkäisyt tapahtuivat tarkastelemalla 1800-luvun New Yorkin rottien DNA: ta. He aikovat pyydystää rottia muista kaupungeista nähdäkseen, onko niiden perimä kehittynyt samalla tavalla kuin New Yorkin rottien.
erään tuoreen kokemuksen perusteella evoluutiobiologi Hopi Hoekstra arvelee, että muista kaupungeista tulleiden rottien geenisovituksissa on ainakin jonkin verran eroja. Noin kuukausi sitten Massachusettsin Cambridgessa Harvardin yliopistossa työskentelevä Hoekstra yritti pyydystää rotan kotinsa kellariin. ”Ajattelin: ’tämä rotta valitsi väärän talon.”, sanoo luonnonvaraisten jyrsijöiden genetiikkaa tutkiva Hoekstra. ”Olen pyydystänyt rottia 25 vuotta.”
oltuaan viikkoja saamatta syyllistä kiinni, hän kutsui paikalle tuholaistorjujan, joka kertoi käyttävänsä väärää syöttiä Cambridgen rotille, jotka suosivat Dunkin’ Donuts-leivonnaisia ja Slim Jimejä, kuivattua makkaraa, asettamiensa maapähkinävoilla terästettyjen ansojen sijaan. Tuholaistorjuja täytti aukon, jota Hoekstran rotta käytti päästäkseen hänen kellariinsa, mutta nyt hän kerää Cambridgen rottia DNA-analyysiä varten. ”Kun lehti ilmestyi, se vain klikkasi. Totta kai eroja oli. Paikalliset tuholaistorjujat tietävät olevansa erilaisia”, Hoekstra sanoo.