驯化 - 这只是时间问题(对我来说总是如此,那是我的“锤子”,适用于所有钉子)

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


我最初于2008年8月6日发布了这篇文章August 6, 2008.

自从这篇文章于1999年初发表在《美国科学家》杂志上(您可以在此处 (pdf)阅读全文)以来,我已经阅读过很多次,我在教学中使用它,我在期刊俱乐部中讨论过它,它对我来说一直具有无穷的魅力。

回到20世纪50年代,德米特里·康斯坦丁诺维奇·别利亚耶夫开始了一项实验,其中他非常有选择性地培育银狐,仅仅是为了它们的温顺(“温顺”的定义非常严格,包括反应的类型和速度,引发攻击的距离等)。


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在这项实验中快速发生的事情是,在随后的几代中,许多其他性状似乎从天而降般地出现了。它们的皮毛开始出现斑点和杂色,耳朵耷拉下来,尾巴和爪子的尖端是白色的。它们的身体比例发生了变化。它们开始吠叫。它们在认知实验中的表现有所提高。它们开始在春季更早地繁殖,而且它们中的许多开始一年繁殖两次。

大多数对这项实验做出反应的人都提到了多效性,即一个基因的变化如何影响许多其他基因的表达。例如,请参阅这篇纽约时报的文章。然而,即使在我第一次阅读它时,我的脑海也在尖叫——发育

不仅仅是发育,更具体地说,是异时性——发育事件时间上的变化。

如果您改变影响发育时间的基因之一的表达,您会影响各种各样的事情。

例如,当神经嵴细胞迁移时,它们会变成皮肤中的黑素细胞——如果由于时间上的变化,它们迟迟到达一些远端部位,例如爪子和尾尖,这些部位就会变成白色。神经嵴细胞也会迁移变成肾上腺髓质——身体中释放(去甲)肾上腺素(肾上腺素)的小部分。如果到达那里的细胞数量较少,那么动物在以后的生活中表现出的应激反应就会较少。

似乎在不同尺度上起作用的计时器之间存在紧密的关联,例如,发育昼夜节律时间,昼夜节律和快速行为时间,昼夜节律和季节性时间等。

我一直希望我能有一个实验室,一些狐狸,IACUC的批准和一些资金,以便让这些动物通过一系列标准实验,比较狗、野生狐狸和家养狐狸在昼夜节律、光周期现象(毕竟它们确实改变了繁殖的季节性模式)等各种参数上的表现。

底线是,单个发育基因表达时间上的细微变化,通过选择其中一种性状(在本例中是行为性状)可以选择这种变化,将影响许多其他基因的表达时间的变化。野生狐狸和家养狐狸之间的差异可能根本不在于任何DNA序列——它可能完全是表观遗传的(参见另请参阅)。序列差异将在稍后出现,因为这两个种群不再相互混合(至今已超过60年)。

当您将发育遗传学进化结合在一起时,您可以看到,DNA序列中的巨大变化(或者,实际上,进化变化的最初阶段的任何变化)对于整个表型性状套系的巨大变化来说不是必需的。但在20世纪50年代,豆袋决定论遗传学是常态,因此别利亚耶夫实验对西方科学界来说是一个巨大的冲击(但对俄罗斯进化生物学家来说并非如此),因此我们需要通过对历史的充分理解来看待这项实验。

现在,我想知道这项实验今天的状况如何。十年前,该项目似乎注定要失败——他们不得不出售狐狸皮毛以维持小规模的运作。这种情况得到改善了吗?是否有来自西方的人帮助资助该项目的继续进行?是否有西方的任何人收购了一些狐狸并继续进行该项目?最近有什么进展?

相关报道,请见大众科学

人类的新朋友?一项被遗忘的俄罗斯狐狸驯化实验,作者:杰森·G·戈德曼

从家养狐狸身上学习,作者:The Dog Zombie

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