В изучении домашних кошек обнаруживается множество неочевидных аспектов, при этом в их поведении, таком как методы охоты и питания, можно увидеть следы их диких предков. В книге «Кошки, гены и эволюция» издательства «Corpus» генетики Павел Бородин и Любовь Малиновская освещают прошлое и будущее кошачьих, а также механизмы, посредством которых гены определяют их внешний вид и поведение. В частности, в фрагменте рассматривается вопрос о том, где и почему на шерсти кошек чаще всего появляются белые отметины.
Популярное
Исторические наблюдения о животных
Карл Францевич Рулье, профессор Императорского московского университета, несмотря на французское происхождение, был русским человеком. Он отличался добродушным нравом, был невысокого телосложения и довольно плотным. В быту он предпочитал ходить в сапогах и косоворотке, что иногда вызывало недоумение у посетителей, которые могли принять его за дворника.
Рулье начал обучение медицине на пять лет раньше Дарвина, но, в отличие от него, завершил учебу и написал докторскую диссертацию по теме геморроя. Однако, как и Дарвин, он испытал разочарование в медицине и переключился на геологию, палеонтологию и зоологию, достигая в этих областях значительных результатов. Параллельно с Дарвином он приходил к концепции эволюции, хотя его подход имел черты ламарковского стиля. Его взгляды он открыто излагал как студентам, так и широкой общественности, что привело к критике со стороны тогдашнего Миннауки, но принесло ему признание от иностранного агента Александра Ивановича Герцена.
Несмотря на то, что его не приглашали на издание «Бигль» Карла Францевича, он не испытывал сильного уныния, находя материал для наблюдений в путешествиях по родным землям или просто наблюдая за природой из окна. Он являлся истинным натуралистом, способным находить объекты для изучения повсюду. Рулье проживал в Москве на Тверской-Ямской, недалеко от постоялых дворов, где часто сидел на лавочке, куря сигару и торгуясь калачами.
Статистические выводы о белоножести
Одним из наблюдений Рулье было сделано во время болезни, когда он часами смотрел в окно. Он заметил большое количество лошадей с белыми ногами, а затем установил, что лошадь с белыми ногами чаще имеет белые задние ноги, нежели передние. Сильно опережая свое время, он осознал важность статистического анализа и провел множество наблюдений. Он отметил, что из сотен проезжавших лошадей кавалерийского полка более трех четвертей соответствовали его закону: беление начинается с задних ног (чаще правая задняя), затем переходит на передние (чаще левая передняя). Он также вывел закономерности для случаев с одной или тремя белыми ногами.
Для проверки своего закона Рулье организовал эксперимент с товарищами, заключая пари: за каждый правильно угаданный случай, когда ему сообщали количество белых ног у лошади, он получал пенни, а за ошибку платил три пенни, что приносило им постоянный выигрыш.
Наблюдения за домашними животными
После изучения лошадей, Карл Францевич переключил внимание на других домашних животных, включая коров, собак, кошек и кроликов. Он обнаружил, что у них существуют постоянные закономерности в появлении белых пятен. Он отметил, что у собаки и кошки наиболее подверженные окраске участки — лапы и грудь. Однако, в отличие от лошади, начало пеготы у этих животных происходит с груди, что, по его мнению, представляло собой большую несообразность.
Рулье объяснял появление пеготы (белой пятнистости) ламарковским образом: белеют те части тела, которые подвергаются большему загрязнению или трению (например, сбруей, ошейником). Он признавал неполноту и искусственность этого объяснения, оправдываясь тем, что писал статью «от нечего делать». Чтобы разобраться в механизмах появления белых пятен на кошачьей шерсти, необходимо проследить путь предшественников пигментных клеток и их миграцию к месту назначения.
Миграция пигментных клеток
На 14–15-й день развития эмбриона на спинной стороне формируется нервный гребень, в котором выделяются специализированные клетки — меланобласты. Эти клетки впоследствии трансформируются в меланоциты, ответственные за синтез и транспортировку пигментов в волосяные фолликулы. Поскольку волосы растут на коже, а не в нервном гребне, меланобластам приходится совершать длительную миграцию, чтобы связаться с волосяными фолликулами и стать меланоцитами.
Длительные перемещения эмбриональных клеток характерны не только для меланобластов, но и для других типов клеток, например, половых. Половые клетки появляются на 10–12-й день беременности кошки, но изначально располагаются не внутри зародыша, а рядом с ним на задней стенке желточного мешка. Затем они проходят через стенку задней кишки и продвигаются вдоль пленки, поддерживающей кишечник, к зачаткам гонад примерно на третьей или четвертой неделе беременности.
Существуют различные интерпретации этих клеточных движений: некоторые видят в них подтверждение старого биогенетического закона, согласно которому онтогенез повторяет эволюционные изменения, в то время как другая школа считает это процессом отбора качества будущих половых клеток. Меланобласты перемещаются между клетками кожи, используя стандартный набор внутренних моторных белков (актины и тубулины) и внешних сигнальных белков, которые обеспечивают взаимодействие между клетками кожи.
Специальные белки в мембранах меланобластов улавливают сигналы внешней среды и взаимодействуют с белками межклеточного пространства и поверхностными белками кожи, что и инициирует их движение от места возникновения к целевому. Целями миграции являются кожа, сетчатка глаза и улитка внутреннего уха, причем расстояния от нервного гребня достаточно велики.
Формирование пигментных центров
Нормальные меланобласты успешно преодолевают эти дистанции и достигают рабочих мест точно к моменту их готовности. Прежде чем заселять волосяные фолликулы по всему телу, меланобласты сначала мигрируют в так называемые пигментные центры. У кошачьего эмбриона эти центры локализованы на темени, в основании хвоста, на лопатках и вдоль позвоночника. Достигнув центра, меланобласты начинают делиться и затем равномерно распространяются по коже, внедряясь в волосяные фолликулы и завершая дифференцировку в меланоциты, готовые к синтезу пигментов.
По всей видимости, вероятность формирования головного и хвостового пигментных центров у кошки выше, чем у грудного и спинного. Из-за этого голова и хвост считаются наиболее стабильными зонами окраски по классификации Рулье, тогда как наименее устойчивыми являются области, удаленные от центров пигментации, такие как лапы, брюхо и грудь. Даже при отсутствии генетических мутаций, небольшие белые пятна могут появляться в местах, удаленных от пигментных центров или в труднодоступных для миграции меланобластов местах, например, на манишке или в паховой области.
Таким образом, белые депигментированные пятна возникают на тех участках покрова животного, куда предшественникам пигментных клеток не удается прибыть своевременно.
