is het pizza?Met dank aan: Gary Hershorn / Getty
de ratten van New York City zijn niet anders dan aanpasbaar. Ze eten pizza, hotdogs – zelfs salades-en bewonen bijna elke hoek van de vijf stadsdelen, van metrotunnels tot speeltuinen.
hun genomen bieden nu aanwijzingen voor het vermogen van ratten om steden zoals New York te veroveren, waar naar men vermoedt ongeveer 2 miljoen van de wezens zijn. In een studie1 die deze maand in bioRxiv werd gepubliceerd, identificeerden genetici tientallen genen die betrokken zijn bij voeding, gedrag en beweging die New Yorkse ratten zouden kunnen hebben geholpen om te gedijen.”Als zowel een evolutionair bioloog als een New Yorker, kan ik het niet helpen maar ben ik verbaasd over de manieren waarop ratten zich hebben aangepast aan stedelijke omgevingen,” zegt Arbel Harpak, een populatiegeneticus aan de Columbia University. Hij leidde de studie samen met evolutionaire biologen Jason Munshi-South, aan de Fordham University in Armonk, New York, en Pleuni Pennings, aan de San Francisco State University in Californië.
voordat de onderzoekers op zoek gingen naar de handelsmerken van de evolutie bij New Yorkse ratten, moesten ze ze eerst vangen. Tussen 2014 en 2015 verzamelde het team van Mushin-South, dat gespecialiseerd is in stedelijke evolutie en ecologie, bijna 400 bruine ratten (Rattus norvegicus) uit de hele stad, en lokte ze naar vallen met een mix van spek, pindakaas en haver. De onderzoekers sequenced vervolgens de volledige genomen van 29 van deze ratten-allemaal uit Manhattan-en vergeleken ze met de eerder sequenced genomen van ratten uit landelijke Noordoost China, de veronderstelde voorouderlijke Huis van bruine rats2.
genetische variatie
Harpak ‘ s team zocht vervolgens naar gebieden van het genoom die variaties bevatten die waarschijnlijk zo gunstig waren voor New Yorkse ratten dat ze al snel algemeen werden onder lokale populaties. Het evolutionaire proces – bekend als selectieve sweep — is ook bij mensen gebeurd, bijvoorbeeld om genvarianten te verspreiden die sommige mensen toestaan om melk als volwassenen te verteren.
de scan produceerde een lijst van tientallen genen die de signatuur van een selectieve sweep bij ratten Herbergen. De genen omvatten sommige geassocieerd met dieet, gedrag en mobiliteit — mogelijk een weerspiegeling van de uitdagingen, en geneugten, van het leven in de Big Apple. Hoewel het verleidelijk is om te speculeren dat CYP2D1, een gen dat het team identificeerde dat belangrijk kan zijn voor het ontgiften van plantaardige verbindingen, de stadsratten zou kunnen helpen om boerenkoolsalades te genieten, kunnen wetenschappers nog niet zeggen hoe deze genomische kenmerken de biologie van de dieren beïnvloeden.Harpak ziet de lijst van zijn team als uitgangspunt voor toekomstig onderzoek. Tests in transgene labratten kunnen bijvoorbeeld verklaren of veranderingen in een gen dat betrokken is bij het kweken van nieuwe neuronen het gedrag van de ratten veranderden, of dat andere genen die het team identificeerde gekoppeld aan de metabolisatie van koolhydraten en suiker het dieet van de ratten zouden kunnen hebben beïnvloed.
het is intrigerend dat sommige van de genen die de onderzoekers identificeerden betrokken zijn bij hersenbedrading, zegt Andrés Bendesky, een evolutionaire geneticus en neurowetenschapper aan Columbia. Onderzoekers hebben verondersteld dat dieren zich kunnen aanpassen aan nieuwe omgevingen door hun neurale circuits te veranderen, maar Bendesky zegt dat niemand dit nog heeft laten zien.Harpak zegt dat hij en zijn collega ‘ s hopen te bepalen wanneer de selectieve sweeps plaatsvonden door te kijken naar DNA van negentiende-eeuwse New Yorkse ratten. Ze zijn van plan om ratten uit andere steden te vangen om te zien of hun genoom op dezelfde manier is geëvolueerd als dat van New Yorkse ratten.Op basis van een recente ervaring verwacht evolutionair bioloog Hopi Hoekstra dat er ten minste enkele verschillen zullen zijn in de genetische aanpassingen van ratten uit andere steden. Ongeveer een maand geleden probeerde Hoekstra, die aan de Harvard-universiteit in Cambridge, Massachusetts zit, een rat in de kelder van haar huis te vangen. “Ik dacht,” deze rat koos het verkeerde huis.’, “zegt Hoekstra, die de genetica van wilde knaagdieren bestudeert. “Ik vang al 25 jaar ratten.”
nadat ze weken niet in staat was de dader te pakken, belde ze een verdelger, die haar vertelde dat ze het verkeerde aas gebruikte voor Cambridge’ s rats, die de voorkeur geven aan Dunkin ‘ Donuts gebakjes en Slim Jims, een gedroogde worst snack, boven de pindakaas-geregen vallen die ze zette. De verdelger vulde het gat dat Hoekstra ‘ s rat gebruikte om haar kelder binnen te gaan, maar hij verzamelt nu Cambridge ratten voor DNA-analyse. “Toen het papier uitkwam, klikte het gewoon. Natuurlijk waren er verschillen. De lokale verdelgers weten dat ze anders zijn”, zegt Hoekstra.