Tiibetinmastiffeilta tunnistettiin ohueen ilmanalaan sopeuttavia geenejä

[Tämä kirjoitukseni on julkaistu alunperin toisaalla 1.3.2014.]

Uunituoreessa [2014] kiinalais-amerikkalaisen tutkimusryhmän julkaisussa tarkastellaan, mitkä geenit vaikuttavat vuoristoelämään sopeutumiseen tiibetinmastiffeilla. Tutkimus on julkaistu Molecular Biology and Evolution -lehdessä.

Korkealla vuoristossa ilmanpaine on tavallista matalampi, mikä heikentää hapenottokykyä ja rasittaa hengitys- ja verenkiertoelimistöä. Matalaan ilmanpaineeseen sopeutumisessa auttaa totuttelu, mutta vielä enemmän siihen vaikuttavat geneettiset tekijät. Näitä tekijöitä on aiemmin tutkittu monilla lajeilla, esimerkiksi ihmisellä (mm. tiibetiläisillä ja etiopialaisilla), useilla linnuilla, tiibetinantiloopilla ja jakilla. Tiibetinmastiffi on myös mielenkiintoinen korkean paikan sopeutumien tutkimuskohde, sillä rotu on kookas ja lihaksikas mutta pystyy elämään yli neljän kilometrin korkeudella Tiibetin ylängöllä. Lisäksi sen sopeutumiseen ovat todennäköisesti vaikuttaneet sekä luonnonvalinta että ihmisen ohjaama jalostus.

Tutkimuksessa oli mukana 32 tiibetinmastiffia. Niitä verrattiin rodun kantamuotoon eli kiinalaisiin maatiaiskoiriin (20 yksilöä), jotka eivät ole sopeutuneet vuoristo-oloihin, sekä susiin (14 yksilöä). Kaikilta oli tutkittu runsaat 35.000 ns. yhden emäksen polymorfiaa (SNP) kautta koko perimän.

Luonnonvalinta, esimerkiksi eläinlajin tai -rodun sopeutuminen korkealla elämiseen, jättää tietynlaisia jälkiä perimään, kun sopeutumiseen suotuisasti vaikuttavat geneettiset muodot yleistyvät ja muut harvinaistuvat. Näitä valinnan jälkiä etsimällä on mahdollista tunnistaa valinnan kohteena olleita perimän alueita, parhaimmillaan jopa yksittäisiä geenejä.

Tässä tutkimuksessa käytettiin valinnan tunnistamiseen kahta eri laskentatapaa. Yhteensä 16 geenistä löytyi valinnan merkkejä molemmilla tavoilla. Suurin osa näistä geeneistä liittyy korkeisissa paikoissa selviytymistä edistäviin toimintoihin kuten verisuonten muodostumiseen ja niiden supistumisen säätelyyn. Samoihin toimintoihin vaikuttavien geenien muunnoksia on aiemmin löydetty muiltakin korkeisiin paikkoihin sopeutuneilta lajeilta. Useimmiten kyse on kuitenkin ollut eri geeneistä, sillä nyt löydetyistä geeneistä on aiemmissa tutkimuksissa nähty vain yksi, EPAS1, joka liittyy veren hemoglobiinipitoisuuksiin ihmisellä. Tätä tulosta voidaankin pitää esimerkkinä ns. konvergentista evoluutiosta, jossa samanlaisia sopeutumia kehittyy useita kertoja toisistaan riippumattomasti. Tässä tapauksessa siis korkealla elämisen aiheuttama valintapaine on toistuvasti johtanut samantapaisiin fysiologisiin muutoksiin, mutta niiden taustalla olevat geeni- ja molekyylitason mekanismit ovat eri lajeilla erilaiset.

Li ym. (2014). Population variation revealed high altitude adaptation of Tibetan Mastiffs. Mol Biol Evol. 31(5):1200-1205. doi: 10.1093/molbev/msu070.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *