är det pizza?Kredit: Gary Hershorn / Getty
råttorna i New York City är ingenting om inte anpassningsbara. De äter pizza, korv — även sallader — och bebor nästan varje hörn av de fem stadsdelar, från tunnelbana tunnlar till lekplats sandlådor.
deras Genom erbjuder nu ledtrådar till råttans förmåga att erövra städer som New York, där det tros vara cirka 2 miljoner av varelserna. I en studie1 skickas till bioRxiv denna månad, genetiker identifierade dussintals gener som är involverade i kost, beteende och rörelse som kan ha hjälpt New York råttor att frodas.
”som både en evolutionär biolog och en New Yorker kan jag inte låta bli förvånad över hur råttor har anpassat sig till stadsmiljöer”, säger Arbel harpak, en befolkningsgenetiker vid stadens Columbia University. Han ledde studien med evolutionära biologer Jason Munshi-South, vid Fordham University i Armonk, New York, och Pleuni Pennings, vid San Francisco State University i Kalifornien.
innan man letade efter varumärkena för evolution i New Yorks råttor, måste forskarna först fånga dem. Mellan 2014 och 2015 samlade Mushin-Souths team, som specialiserat sig på stadsutveckling och ekologi, nästan 400 bruna råttor (Rattus norvegicus) från hela staden och lockade dem till fällor med en blandning av bacon, jordnötssmör och havre. Forskarna sekvenserade sedan hela genomen av 29 av dessa råttor — allt från Manhattan — och jämförde dem med de tidigare sekvenserade genomerna av råttor från landsbygden Nordöstra Kina, det antagna förfäderhemmet för brown rats2.
genetisk variation
harpaks team letade sedan efter regioner i genomet som innehöll variationer som sannolikt skulle vara så fördelaktiga för New York City-råttor att de snabbt blev vanliga bland lokala populationer. Den evolutionära processen – känd som selektiv svep — har också hänt hos människor, till exempel för att sprida genvarianter som tillåter vissa människor att smälta mjölk som vuxna.
skanningen producerade en lista över dussintals gener som innehöll signaturen av ett selektivt svep hos råttorna. Generna inkluderar några associerade med kost, beteende och rörlighet — vilket potentiellt återspeglar utmaningarna och glädjen i livet i Big Apple. Medan det är frestande att spekulera i att CYP2D1, en gen som laget identifierade som kan vara viktigt för avgiftande växtföreningar, kan hjälpa stadens råttor att njuta av kale sallader, kan forskare ännu inte säga hur dessa genomiska kännetecken påverkar djurens biologi.
Harpak ser sitt lags lista som en utgångspunkt för framtida forskning. Tester i transgena laboratorieråttor kan till exempel förklara om förändringar i en gen som är involverad i växande nya neuroner förändrade råttans beteende, eller om andra gener som laget identifierade kopplade till metaboliseringen av kolhydrater och socker kan ha påverkat råttans dieter.
det är spännande att några av de gener som forskarna identifierade är inblandade i hjärnkablar, säger Andr Bisexuell Bendesky, en evolutionär genetiker och neurovetenskapsman vid Columbia. Forskare har antagit att djur kan anpassa sig till nya miljöer genom att ändra sina neurala kretsar, men Bendesky säger att ingen ännu har visat detta.
ändra tider och byta platser
Harpak säger att han och hans kollegor hoppas kunna bestämma när de selektiva svepningarna inträffade genom att titta på DNA från nittonde århundradet New York-råttor. De planerar att fånga råttor från andra städer för att se om deras Genom har utvecklats på samma sätt som New York City-råttor.
på grundval av en ny erfarenhet förväntar sig evolutionsbiologen Hopi Hoekstra att det kommer att finnas åtminstone vissa skillnader i genetiska anpassningar av råttor från andra städer. För ungefär en månad sedan försökte Hoekstra, som är vid Harvard University i Cambridge, Massachusetts, fånga en råtta i källaren i sitt hem. ”Jag var som,” den här råttan valde fel hus.”, säger Hoekstra, som studerar genetiken hos vilda gnagare. ”Jag har fångat råttor i 25 år.”
efter veckor av att inte fånga den skyldige, ringde hon in en exterminator, som berättade för henne att hon använde fel bete för Cambridges råttor, som föredrar Dunkin’ Donuts bakverk och smala Jims, ett torkat korv mellanmål, över jordnötssmör-laced fällor hon satt. Utrotaren fyllde hålet som Hoekstras råtta använde för att komma in i hennes källare, men han samlar nu Cambridge-råttor för DNA-analys. ”När papperet kom ut klickade det bara. Naturligtvis fanns det skillnader. De lokala utrotarna vet att de är olika,” säger Hoekstra.