pizza?Forrás: Gary Hershorn / Getty
A New York-i patkányok semmi, ha nem alkalmazkodnak. Pizzát, hot dogot — még salátákat is-esznek, és az öt városrész szinte minden sarkában laknak, a metróalagutaktól a játszótéri homokozókig.
genomjuk most nyomokat kínál arra, hogy a patkányok képesek-e meghódítani olyan városokat, mint New York, ahol körülbelül 2 millió lény van. A bioRXiv-hez ebben a hónapban közzétett tanulmányban1 a genetikusok több tucat olyan gént azonosítottak, amelyek részt vettek az étrendben, a viselkedésben és a mozgásban, amelyek segíthették a New York-i patkányok fejlődését.
“mind evolúciós biológusként, mind New York-iként nem tehetek róla, de csodálkozom azon, hogy a patkányok hogyan alkalmazkodtak a városi környezethez” – mondja Arbel Harpak, a város Columbia Egyetemének populációgenetikusa. A tanulmányt Jason Munshi-South evolúciós biológusokkal közösen vezette a Fordham Egyetemen (Armonk, New York) és a Pleuni Pennings Egyetemen (San Francisco State University, Kalifornia).
mielőtt a New York-i patkányokban az evolúció védjegyeit keresték, a kutatóknak először el kellett fogniuk őket. 2014 és 2015 között a Mushin-South csapata, amely a városi evolúcióra és ökológiára szakosodott, közel 400 barna patkányt (Rattus norvegicus) gyűjtött össze a város egész területéről, szalonna, mogyoróvaj és zab keverékével csapdákba csalva őket. A kutatók ezután 29 ilyen patkány teljes genomját szekvenálták-mindegyik Manhattanből származik -, és összehasonlították őket az északkelet-kínai vidéki patkányok korábban szekvenált genomjával, a barna patkányok feltételezett ősi otthonával2.
genetikai variáció
Harpak csapata ezután a genom olyan régióit kereste, amelyek olyan variációkat tartalmaztak, amelyek valószínűleg annyira hasznosak voltak a New York-i patkányok számára, hogy gyorsan elterjedtek a helyi lakosság körében. Az evolúciós folyamat-az úgynevezett szelektív sweep – emberben is megtörtént, például olyan génvariánsok terjesztésére, amelyek lehetővé teszik egyes emberek számára, hogy felnőttként megemésztsék a tejet.
a vizsgálat tucatnyi olyan gént tartalmazott, amelyek a patkányok szelektív söpörésének aláírását hordozták. A gének közé tartozik néhány kapcsolódó étrend, viselkedés és a mobilitás-potenciálisan tükrözi a kihívásokat, és élvezetek, az élet a Big Apple. Bár csábító feltételezni, hogy a cyp2d1, a csapat által azonosított gén, amely fontos lehet a növényi vegyületek méregtelenítésében, segíthet a városi patkányoknak a kelkáposzta saláták élvezetében, a tudósok még nem tudják megmondani, hogy ezek a genomi jellemzők hogyan befolyásolják az állatok biológiáját.
Harpak csapata listáját a jövőbeli kutatások kiindulópontjának tekinti. A transzgenikus laboratóriumi patkányokon végzett vizsgálatok például megmagyarázhatják, hogy az új neuronok növekedésében részt vevő gén változásai megváltoztatták-e a patkányok viselkedését, vagy más gének, amelyeket a csapat azonosított a szénhidrátok és a cukor metabolizmusához kapcsolódóan, befolyásolhatták-e a patkányok étrendjét.
érdekes, hogy a kutatók által azonosított gének némelyike szerepet játszik az agy huzalozásában, mondja Andro Xhams Bendesky, a Columbia evolúciós genetikusa és idegtudósa. A kutatók feltételezték, hogy az állatok alkalmazkodhatnak az új környezetekhez az idegi áramkörök megváltoztatásával, de Bendesky szerint ezt még senki sem mutatta be.
változó idők és változó helyek
Harpak azt mondja, hogy kollégáival azt reméli, hogy tizenkilencedik századi New York-i patkányok DNS-ével meg tudják határozni, mikor történt a szelektív sweep. Azt tervezik, hogy patkányokat fognak más városokból, hogy megnézzék, genomjuk ugyanúgy fejlődött-e, mint a New York-i patkányoké.
egy közelmúltbeli tapasztalat alapján Hopi Hoekstra evolúciós biológus arra számít, hogy legalább néhány különbség lesz más városok patkányainak genetikai adaptációjában. Körülbelül egy hónappal ezelőtt Hoekstra, aki a massachusettsi Cambridge-i Harvard Egyetemen tartózkodik, megpróbált csapdába ejteni egy patkányt otthona alagsorában. “Olyan voltam, mint:” ez a patkány rossz házat választott.””- mondja Hoekstra, aki a vad rágcsálók genetikáját tanulmányozza. “25 éve csapdázom a patkányokat.”
miután hetekig nem sikerült elkapni a tettest, behívott egy rovarirtót, aki azt mondta neki, hogy rossz csalit használ Cambridge patkányainak, amelyek a Dunkin’ Donuts süteményeket és a Slim Jims-t, a szárított kolbászos snacket részesítik előnyben az általa felállított mogyoróvajas csapdákkal szemben. A rovarirtó kitöltötte azt a lyukat, amelyet Hoekstra patkánya használt az alagsorába való belépéshez, de most Cambridge-i patkányokat gyűjt DNS-elemzéshez. “Amikor a papír kijött, csak kattant. Természetesen voltak különbségek. A helyi irtók tudják, hogy különböznek egymástól ” – mondja Hoekstra.