Якутские коровы, полная история происхождения которых до сих пор неизвестна, обитают в северных широтах, в том числе и за Полярным кругом. Они способны переносить температуры окружающей среды ниже -70 °C. Результаты исследования показывают, что коровы имеют уникальный генофонд и не скрещивались с другими популяциями крупного рогатого скота, яков, бизонов и других близких видов.
Исследование новосибирского Института цитологии и генетики (ИЦиГ) и лондонского Королевского ветеринарного колледжа показало, что якутский скот отделился от общего предка европейских пород крупного рогатого скота примерно 5000 лет назад.
На этом основании ученые пришли к выводу, что адаптация к условиям Крайнего Севера сформировалась за счет собственного генофонда якутского скота. При этом в геноме якутских коров нашли большое количество генетических вариантов, которые есть и в геномах пород из Африки и Азии, но отсутствуют у европейских пород крупного рогатого скота.
Исследование под руководством профессора Дениса Ларкина из Королевского Ветеринарного Колледжа также показало, что эти генетические варианты скорее всего представляют собой предковые варианты генов, которые были утеряны у европейских пород из-за селекции человеком, направленной на интенсивное производство молока и мяса.
Однако сохранение именно этих вариантов позволило якутскому скоту адаптироваться к изменяющимся условиям среды и экстремальному холоду. Это открытие также подразумевает, что эти же генетические варианты могли помочь породам в Азии и Африке адаптироваться и к экстремально жарким условиям обитания.
В дополнение к общей генетике с азиатскими и африканскими породами одно эволюционное событие оказалось уникальным только для якутского скота — присутствие у каждого животного кодирующей нуклеотидной замены, которая оказала большой эффект на свойства соответствующего белка.
Эта замена отсутствовала у других пород крупного рогатого скота. Зато точно такая же мутация, вероятно, позволила ряду других видов млекопитающих приобрести способность к гибернации, впадать в оцепенение на холоде, быть холодостойкими и/или глубоко-ныряющими.
Сама по себе конвергентная (независимая) эволюция в одной и той же нуклеотидной позиции гена — чрезвычайно редкое явление и до этого исследования была описана только для разных групп животных. Например, у летучих мышей и дельфинов сформировалась одинаковая замена в гене, связанном с со способностью к эхолокации.
С учетом большого количества погодных аномалий в связи с изменением климата, это исследование является важным шагом на пути смягчения влияния экстремальных температур на сельское хозяйство.
«В России огромные территории имеют низкую среднегодовую температуру. Производство мяса и молока в таких условиях требует выведения местных холодоустойчивых пород. Открытая нами мутация в гене NRAP позволяет сделать первые практические шаги в этом направлении», — говорит Николай Юдин, ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН.