Ученые не имеют полного ответа на этот вопрос, но они обнаружили множество подсказок.
«Мы не знаем, почему у одних кошек есть пятна, а у других — полосы, — сказал в интервью Live Science доктор Грег Барш, заслуженный профессор генетики и педиатрии Стэнфордского университета. Но исследователи выявили два гена, которые влияют на размер и форму пятен — а также полос — как у домашних, так и у диких кошек.
Домашние кошки с одной или двумя нормальными копиями гена под названием Taqpep имеют полоски, сообщили Барш и его коллеги в работе, опубликованной в 2012 году в журнале Science. Но согласно этой же работе, как ранее сообщал Live Science, у кошек с мутациями в обеих копиях этого гена (одна от матери, другая от отца) мех пятнистый или волнистый.
Эти мутации Taqpep приводят к появлению узоров классической табби-кошки, рассказала Live Science Лесли Лайонс, генетик кошек из ветеринарного колледжа Университета Миссури.
Мутации Taqpep также могут изменять пятна — по крайней мере, у гепардов. Гепарды известны тем, что имеют черные пятна на желтовато-загорелом фоне. Но у «королевских гепардов», у которых, согласно статье, опубликованной в журнале Science в 2012 году, мутации в обеих копиях гена Taqpep, пятна крупные и пятнистые. Вдоль позвоночника пятна выстраиваются в полоски.
Хотя пятнистые домашние кошки явно не полосатые, у них, похоже, нормальная версия Taqpep, утверждает Эдуардо Эйзирик, профессор генетики из Папского католического университета Риу-Гранди-ду-Сул в Порту-Алегри, Бразилия. В рамках исследования, опубликованного в журнале Genetics в 2010 году, он спарил пятнистую домашнюю кошку с пятнистой.
Эйзирик и его коллеги пришли к выводу, что пятнистая кошка — египетская мау — должна была иметь нормальный ген Taqpep, поскольку у некоторых ее потомков появились полоски. Команда также предположила, что один или несколько других генов в пятнистой кошке привели к тому, что полоски, которые обычно вызывает Taqpep, превратились в пятна. Пока неясно, что это за другие гены, сказал он.
По словам Барша, еще один ген, который, по-видимому, влияет на пятнистость, — это Dkk4. Абиссинская порода домашних кошек имеет одну или две мутировавшие копии гена Dkk4. Ее шерсть, на первый взгляд, кажется однотонной коричневой или цвета корицы. Однако есть и другой вариант: шерсть усеяна крошечными черными пятнышками, говорит Барш.
Сервалы — дикие кошки с крупными пятнами, и у них две нормальные копии Dkk4. Поэтому, если скрестить абиссинскую кошку с сервалом, как это было сделано, некоторые из потомков унаследуют одну нормальную и одну мутантную копию Dkk4, объясняет Барш. У таких потомков пятна крупнее и реже, чем у абиссинских родителей, но меньше и многочисленнее, чем у родителей сервалов.
«Это очень наглядный пример того, как ген [Dkk4] может влиять на количество и размер пятен на животном», — говорит Барш.
Хотя мутации в Taqpep и Dkk4 могут изменять пятна и полосы, сами по себе эти гены не определяют, есть ли у кошек пятна или полосы вообще. По словам Барша, у тигра с нормальным геном Taqpep есть полосы, а у гепарда с нормальным геном Taqpep — пятна. Хотя мутации в Taqpep могут привести к тому, что пятна гепарда станут пятнистыми, они не превратятся в полоски.
Как показала работа Эйзирика, домашние кошки с нормальным геном Taqpep могут быть как полосатыми, так и пятнистыми. «Должно быть что-то еще, третий ген, который помогает создавать эти пятна», — говорит Лайонс.
Исследования продолжаются, и учёные активно ищут этот загадочный «третий ген». Генетики начинают смотреть на более широкий спектр признаков, прослеживая наследуемость узоров и обращая внимание на редкие породы, которые могут дать подсказки. Удивительно, но даже небольшие отличия в геноме могут приводить к значительным изменениям в внешнем облике животных, что подтверждает важность детального анализа.
Некоторые исследователи сосредоточились на взаимодействии генов. Например, влияние одного гена может зависеть от состояния других, и эти сложности могут быть причиной того, что, несмотря на наличие определённых мутаций, животные могут выглядеть совершенно иначе в зависимости от их генетической последовательности. В этом контексте учёные рассматривают влияние окружающей среды, которое также может способствовать изменению окраса шерсти, особенно в случае домашних кошек, которые подвергаются селекции человеком.
«Мы не можем исключить влияние внешних факторов на окраску меха,» – добавляет Лайонс. «Питание, условия жизни и даже климат могут влиять на экспрессию генов». Этот аспект облегчает тему устойчивости определённых узоров к изменениям в селекционных программах, приводя к возникновению новых, неожиданно сложных фенотипов.
Тем не менее, стремление разгадать эту генетическую головоломку актуально ещё и потому, что оно может открыть двери к более глубокому пониманию эволюции этих удивительных созданий. Например, по мере изучения генов, отвечающих за окраску кожи и шерсти, можно приходить к выводам о том, как различные виды адаптировались к своему окружению и какие механизмы селекции способствовали выживанию в условиях дикой природы.
Таким образом, пока исследователи продолжают искать ответы на вопросы о пятнах и полосах, они также двигаются в сторону лучшего понимания биологического разнообразия и динамики изменения видов. В конечном счёте, изучение этих генетических факторов может внести свой вклад не только в зоологию, но и в медицину, помогая выяснить, как генетические мутации могут влиять на здоровье и развитие телесных систем у всех млекопитающих, включая человека.
