Darwins teori är fortfarande grunden för studier av genetisk
domesticering och adaptiv radiering
Darwins Om arternas uppkomst kom ut redan 1859 men fortsätter att inspirera
populationsgenetiker. Det är på så vis inte förvånande att många av dagens tyngsta
referentgranskade publikationer citerar Darwin som sin första referens. Två viktiga
genomstudier som nyligen publicerats av forskare vid SciLifeLab och internationella
samarbetspartner – en om domesticering av europeisk kanin, den andra om diversitet hos
afrikanska ciklider – illustrerar detta perfekt.
De vitt skilda formerna av genetisk diversifiering som observeras bland många av dagens
arter ger skäl nog att använda modern sekvenseringsteknik i jakten på att identifiera
molekylära mekanismer som accelererar genevolution.
Det första fallet fokuserade på domesticering av kanin, något som inleddes i kloster i södra
Europa för ungefär 1400 år sedan när vildkaniner nästan bara fanns på iberiska halvön och i
Frankrike. Det här nya och väldefinierade ursprunget är en stor fördel vid tolkning av de
genetiska förändringar som följer med domesticering.
Forskarna genererade ett högkvalitativt referensgenom för kanin och jämförde det med
omsekvenserade data från vilda och tama populationer. Fler än 100 selektiva svep som var
specifika för domesticerade kaniner identifierades, och tusentals reglerande varianter hade
betydande förändringar i allelfrekvenser (mjuka svep). I jämförelse var antalet fixerade eller
nästan fixerade SNP:er för härledda alleler relativt litet. Tambeteende hos kaniner verkar på
så vis ha utvecklats genom skiften i allelfrekvenser vid många loki snarare än genom kritiska
förändringar vid några få. Upptäckten att målet ofta var gener som påverkar hjärnans och
nervsystemets utveckling stämmer överens med åsikten att domesticering av djur förmodligen
omfattade beteendeförändringar som innebär att individer tolererar människor och deras miljö.
Den andra studien försökte belysa mekanismer som ligger bakom den fenotypiska
mångfalden hos ciklidfiskar som lever sida vid sida i östafrikanska sjöar. Ciklidfiskar är
slående exempel på adaptiv radiering, där en enskild linje diversifierar till många ekologiskt
varierade arter på kort tid.
Sekvenseringsdata gav bevis för ansamlingen av genetisk variation vid lågt selektionstryck
som föregår radiering och omfattar många evolutionära mekanismer, bland annat accelererad
evolution av reglerande och kodande sekvens, ökad genduplicering, TE-insättningar och nytt
mitokondrie-RNA. Dessutom visade data från individer från sex närbesläktade arter från
Victoriasjön att adaptiv radiering i sjöarna associeras till divergent urval av många regioner
av genomet, ofta med rekrytering av gamla alleler från stående variation. Intressant nog var
färgförändringar kopplade till både kodande och icke-kodande alleler, medan andra
morfologiska förändringar nästan uteslutande orsakades av regleringsvarianter.
Urvalsprocesserna som används i de två olika urvalsmekanismerna – domesticering och
adaptiv radiering – verkar alltså bero på många i huvudsak reglerande förändringar, som
delvis härrör från lågt selektionstryck och stående variation.
Referenser
Carneiro et al. (2014) Rabbit genome analysis reveals a polygenic basis for phenotypic
change during domestication. Science 2014;345:1074-9.
Brawand et al. (2014) The genomic substrate for adaptive radiation in African cichlid fish.
Nature 513:375-381.
Kontakt
Kerstin Lindblad-Toh
[email protected]
