Förmåga att äta vegetariskt avgörande för hundens domesticering

Forskare från SciLifeLab Uppsala och Broad Institute visar i en ny studie, som publiceras i tidskriften Nature idag, att hundens och vargens arvsmassa skiljer sig åt på viktiga punkter. Det finns avgörande skillnader i gener för hjärnans utveckling, men också en anpassning av matsmältningsapparaten till att mer likna människans.

Det är fortfarande höljt i dunkel när och var hunden och dess vilda anfäder vargarna gick skiljda vägar, men antagligen skedde det för mer än 10 000 år sedan någonstans i Asien. Möjligen startade denna process genom att människor sökte upp varglyor för att fånga in och tämja vargvalpar. Alternativt närmade sig vargar istället självmant människan för att söka föda i de soptippar som hade blivit vanliga när människan blivit bofast.

I den studie som nu publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature har forskarna jämfört arvsmassan hos ett stort antal hundar och vargar och kartlagt områden i arvsmassan som visar tydliga skillnader mellan de båda grupperna. Resultaten visar att hundar tidigt genomgick flera utvecklingssteg för att anpassa sin matsmältningsapparat till en mer stärkelserik föda än den som vargar äter. I forskningssamarbetet ingår både forskare från Uppsala universitet och Sveriges lantbruksuniversitet.

Stärkelse, den vanligaste kolhydraten i vår föda, bryts ner till socker i hundens tarmsystem för att sedan transporteras ut i blodet i en process som sammanlagt involverar tre steg. Uppsalaforskarna fann avgörande förändringar i alla steg i denna kedja hos hundarna.

-   Mest slående var att hundens arvsmassa generellt innehåller mångdubbelt fler kopior av den gen för amylas, som utför det första steget i nedbrytningen av stärkelse säger Erik Axelsson, försteförfattare och forskare vid SciLifeLab Uppsala och institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala universitet.

-   Våra resultat visar att det var avgörande för tidiga hundars överlevnad att kunna livnära sig på mat som till stor del bestod av vegetabilier, så som rotfrukter och spannmål, tillägger Erik Axelsson. Detta i sin tur tyder på att hundens domesticering kan vara kopplad till människans utveckling av jordbruket och att det var på soptippar i anslutning till tidiga bosättningar som de första stegen i hundens utveckling togs.

En snarlik, men möjligen mindre omfattande anpassning till ökat stärkelseintag har observerats även hos oss människor, vilket återspeglar hur tätt sammanlänkad människans och hundens utvecklingshistoria är. Genom att undersöka effekten av genetiska förändringar under hundens domesticering kan gruppens forskning därför, utöver ökad förståelse för hundens utvecklingshistoria, även leda till ökad inblick i vår egen arts anpassning till miljön och därtill kopplade sjukdomar.  

Förutom en tydlig anpassning av hundars matsmältningsapparat fann forskarna också många skillnader i gener som styr hur hjärnan utvecklas. Det är troligt att flera av dessa förändringar skulle kunna förklara varför hundar har ett annorlunda beteende än vargar.

-   Det var spännande att se att hälften av domesticeringssignalerna i arvsmassan pekar på gener som har att göra med hjärnans utveckling och funktion, säger professor Kerstin Lindblad-Toh, senior författare och Director på SciLifeLab Uppsala, samt Director för vertebratgenomik på Broad Institute i Boston.

-   Detta visar hur förändrat beteende såväl som diet har haft betydelse för hundars anpassning till ett liv nära människan.

Arbetet fortgår nu med att i detalj förstå hur dessa genetiska skillnader påverkar hundens beteende.

För mer information kontakta:
Erik Axelsson, tel. 070-285 71 95, e-post: Erik.Axelsson@imbim.uu.se, Science for Life Laboratory Uppsala, Uppsala universitet
Kerstin Lindblad-Toh, Science for Life Laboratory Uppsala, Uppsala universitet, tel. 070-167 75 52, e-post: kersli@broadinstitute.org
Åke Hedhammar, Science for Life Laboratory Uppsala, SLU, tel: 018-67 13 55, e-post: ake.hedhammar@slu.se

Referens: Axelsson E, et al. (2013) The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet, Nature, DOI: 10.1038/nature11837

ScilifeLab är ett forskningscentrum som utvecklar, tillämpar och erbjuder storskalig teknik för molekylär biovetenskap, med fokus på biologi och medicin.