Forskare vid Texas A&M University och Faculdade de Biociências i Brasilien har tagit ett steg närmare att förstå kattfamiljens rika evolutionära historia. I en artikel, som presenterades på omslaget till Genome Research, konstruerade forskarna omfattande släktträd av de 38 kattarterna, som illustrerade moderns, faderns och biföräldrarnas härkomster inom kattfamiljen. De fann dock att linjerna inte är helt linjära. Istället avslöjade den här studien att kattens härkomst har formats genom sin evolutionära historia genom hybridisering.
För den här studien använde forskarna genomomfattande data från Single Nucleotide Polymorphism (SNP) – som identifierar skillnader i individuella baspar – med gener från både X- och Y-kromosomerna och autosomala eller icke-könade kromosomer, förutom att sekvensera kompletta mitokondriella genom , som indikerar moderns härstamning. Dessa data kompletterades med nya sekvenseringsdata för hela genomet från de arter som ligger närmast tamkatten, samt analys av genomet av tigern, snöleoparden och lejonet.
"Våra resultat löser äntligen mycket av skillnaderna i litteraturen under de senaste två decennierna när det gäller hur katter är släkt och orsaken till många av konflikterna mellan olika vetenskapliga publikationer", säger Dr William Murphy, professor vid avdelningen för veterinärintegrativ Biosciences (VIBS) vid Texas A&M College of Veterinary Medicine &Biomedical Sciences och en författare till studien.
"Resultaten visar också en framväxande trend i litteraturen att hybridisering mellan olika arter är vanlig och faktiskt kan vara adaptiv. En nyhet i vår studie är illustrationen av hur vanlig denna process är över en bredare fylogenetisk skala – inom en hel familj av däggdjur – än vad som tidigare har visats i isolerade artpar.”
"Dr. Murphy är en extremt noggrann utredare vars tidigare arbete hjälpte till att skapa fältet fylogenomik, som använder genomanalys för att fastställa evolutionära relationer mellan arter, säger Dr. Evelyn Tiffany-Castiglioni, avdelningschef för VIBS. "Det här nya arbetet kommer i hög grad att bidra till vår förståelse av hybridisering som en kraft som har format och formar artbildning hos katter."
Forskarna fann att det fanns nio skillnader mellan moderns och biparentala träd. Till exempel indikerade moderträdet att pumalinjen var närmare besläktad med lodjurs/vikkattgruppen, medan det tvåföräldraträdet visade att pumalinjen var närmare besläktad med gruppen asiatiska leopardkatter/huskatter. Forskare drog slutsatsen att den mest sannolika orsaken till detta, och andra skillnader mellan släktträd baserat på olika arvssätt, beror på uråldriga hybridiseringar. Hybrider kan sedan ha parat sig med icke-hybrider, vilket har introducerat variationer tillbaka i arten.
Ytterligare faktorer som påverkar kattens utveckling inkluderar det faktum att hanhybrider oftare är sterila än honhybrider och att hanarna ofta är mer geografiskt spridda än honor.
"Vi identifierade spår av hybridisering inom genomen av mer än hälften av de åtta kattlinjerna, där sträckor av DNA-sekvenser är mycket närmare relaterade mellan par av icke-systerarter än vad som skulle förväntas av slumpmässiga processer," sa Murphy. "I flera av dessa fall matchas bevisen för hybridisering i kärngenomet, som ärvs från båda föräldrarna, av liknande mönster i mitokondrie-DNA, som bara ärvs från modern."
Forntida hybridisering kan ha lett till diskrepanserna mellan snöleopardens biparentala och moderliga härstamning. Specifikt visades gener på X-kromosomerna hos lejon och snöleoparder ha divergerat vid ett senare datum än gener på autosomala kromosomer. Dessutom behöll snöleoparder ett mitokondriegenom som är mer likt lejonens mitokondriella DNA jämfört med andra delar av dess genom. Studien antydde att dessa resultat troligen beror på tidig hybridisering mellan förfäderna till de två arterna.
"Vi vet att forntida hybridisering i det vilda överensstämmer med omfattande bevis för hybridisering som har inträffat mellan många avlägset besläktade kattarter i fångenskap, såsom ligern - ett lejonhane som korsas med en tigerhona," sa Murphy. "En av världens mest populära kattraser, Bengalen, är en hybrid mellan huskatten och den asiatiska leopardkatten, och flera andra allt vanligare kattraser är av hybridursprung."
Forskarna noterar också att även om hybridisering är en naturlig del av evolutionen, har faktorer som tjuvjakt, förlust av livsmiljöer och klimatförändringar förmågan att påverka framtida kattevolution, särskilt hos utrotningshotade arter. De betonar också vikten av att förstå naturlig kontra människa-orsakad hybridisering.
