czy to pizza?Autor: Gary Hershorn /
szczury z Nowego Jorku nadają się do adaptacji. Jedzą pizzę, hot dogi-a nawet sałatki-i zamieszkują prawie każdy zakątek pięciu dzielnic, od tuneli metra po place zabaw.
ich genomy dają teraz Wskazówki dotyczące zdolności szczurów do podboju miast takich jak Nowy Jork, gdzie uważa się, że jest ich około 2 miliony. W badaniu 1 opublikowanym w bioRxiv w tym miesiącu genetycy zidentyfikowali dziesiątki genów zaangażowanych w dietę, zachowanie i ruch, które mogły pomóc szczurom w Rozwoju Nowego Jorku.
„jako biolog ewolucyjny i nowojorczyk jestem zdumiony sposobami, w jakie szczury przystosowały się do środowiska miejskiego”, mówi Arbel Harpak, genetyk populacji na Uniwersytecie Columbia w mieście. Współprowadził badania z biologiem ewolucyjnym Jasonem Munshi-South na Fordham University w Armonk w Nowym Jorku i Pleuni Pennings na San Francisco State University w Kalifornii.
zanim naukowcy poszukali znaków towarowych ewolucji u nowojorskich szczurów, najpierw musieli je złapać. W latach 2014-2015 zespół Mushin-South, który specjalizuje się w ewolucji miejskiej i ekologii, zebrał prawie 400 brązowych szczurów (Rattus norvegicus) z całego miasta, zwabiając je do pułapek mieszanką boczku, masła orzechowego i owsa. Następnie naukowcy zsekwencjonowali pełne genomy 29 tych szczurów-wszystkie z Manhattanu-i porównali je z wcześniej zsekwencjonowanymi genomami szczurów z wiejskich północno-wschodnich Chin, domniemanych przodków szczurów2.
zmienność genetyczna
zespół Harpaka następnie szukał regionów genomu zawierających odmiany, które prawdopodobnie byłyby tak korzystne dla szczurów z Nowego Jorku, że szybko stały się powszechne wśród lokalnych populacji. Proces ewolucyjny-znany jako selective sweep – miał również miejsce u ludzi, na przykład w celu rozprzestrzeniania wariantów genów, które pozwalają niektórym ludziom trawić mleko jako dorośli.
skan wytworzył listę kilkudziesięciu genów, które nosiły sygnaturę selektywnego zamiatania u szczurów. Geny obejmują niektóre związane z dietą, zachowaniem i mobilnością — potencjalnie odzwierciedlające wyzwania i rozkosze życia w Wielkim jabłku. Chociaż kuszące jest spekulowanie, że CYP2D1, Gen zidentyfikowany przez zespół, który może być ważny dla detoksykacji związków roślinnych, może pomóc szczurom miejskim cieszyć się sałatkami z jarmużu, naukowcy nie mogą jeszcze powiedzieć, w jaki sposób te cechy genomowe wpływają na biologię zwierząt.
Harpak widzi listę swojego zespołu jako punkt wyjścia do przyszłych badań. Testy na transgenicznych szczurach laboratoryjnych mogą na przykład wyjaśnić, czy zmiany w genie, który jest zaangażowany w rozwój nowych neuronów, zmieniły zachowanie szczurów lub czy inne geny zidentyfikowane przez zespół związane z metabolizacją węglowodanów i cukru mogły mieć wpływ na dietę szczurów.
intrygujące jest to, że niektóre geny zidentyfikowane przez naukowców są związane z okablowaniem mózgu, mówi Andrés Bendesky, genetyk ewolucyjny i neurobiolog z Columbii. Badacze wysunęli hipotezę, że zwierzęta mogą przystosować się do nowych środowisk poprzez zmianę ich obwodów nerwowych, ale Bendesky twierdzi, że nikt jeszcze tego nie wykazał.
Changing times and changing places
Harpak mówi, że on i jego koledzy mają nadzieję ustalić, kiedy doszło do wybiórczych wymiatań, patrząc na DNA dziewiętnastowiecznych szczurów z Nowego Jorku. Planują złapać szczury z innych miast, aby sprawdzić, czy ich Genom ewoluował w taki sam sposób, jak u szczurów z Nowego Jorku.
na podstawie jednego z ostatnich doświadczeń biolog ewolucyjny Hopi Hoekstra spodziewa się przynajmniej pewnych różnic w adaptacjach genetycznych szczurów z innych miast. Jakiś miesiąc temu Hoekstra, która jest na Uniwersytecie Harvarda w Cambridge, Massachusetts, próbowała złapać szczura w piwnicy swojego domu. „Ten szczur wybrał zły Dom.”, mówi Hoekstra, który bada genetykę dzikich gryzoni. „Łapałem szczury od 25 lat.”
po tygodniach nieudolnego złapania winowajcy wezwała eksterminatora, który powiedział jej, że używa złej przynęty na szczury Cambridge, które wolą ciastka Dunkin’ Donuts i Slim Jims, przekąskę z suszoną kiełbasą, zamiast pułapek z masłem orzechowym, które zastawiała. Eksterminator wypełnił dziurę, której szczur Hoekstry używał do wejścia do jej piwnicy, ale teraz zbiera szczury z Cambridge do analizy DNA. „Kiedy Gazeta wyszła, po prostu kliknęła. Oczywiście były różnice. Miejscowi eksterminatorzy wiedzą, że są inni” – mówi Hoekstra.