Фелинологические курсы

Постановка задачи. Доминантный белый окрас

Сегодня курсы для начинающих и заводчиков проводятся практически в каждом фелинологическом клубе. Однако при желании любой владелец кошки может освоить необходимый минимум знаний и самостоятельно, – проблема лишь в отсутствии простого и доступного самоучителя. Мы решили попытаться создать в рамках журнала такой самоучитель, предназначенный для владельцев кошек, решившихся завести котят и попробовать себя в роли заводчика.

Первое, что стоит освоить начинающему – это научиться разбираться в окрасах кошек и быстро просчитывать окрас будущих котят. Это избавит его от необходимости задавать «глупые вопросы», на которые опытные фелинологи обычно отвечают неохотно – слишком часто им эти вопросы задают, ожидая готового ответа, который ровным счетом ничего не добавит к пониманию того, как же все-таки наследуются окрасы кошек.

Само по себе определение окраса кошки – задача непростая. Для того, чтобы дать правильное, исчерпывающее описание самого, казалось бы, обычного окраса, известного обывателю как «серый полосатый», а заводчику – как «браун табби», приходится отдельно описать множество элементов, из которых этот окрас складывается. Без такого детального, поэлементного описания нельзя быть уверенным, что речь идет именно об этом окрасе, а не о другом. Например, «серые полосатые» коты могут иметь различный тип рисунка – сплошные либо разорванные полосы разной формы; у одних могут быть белые «носочки» на лапах, а у других нет; рисунок может быть черным, голубым или шоколадным; подшерсток – серым, бурым или белым и т.д. Таким образом, не каждый «серый полосатый» кот действительно «серый полосатый», а иногда в природе встречаются и настолько сложные окрасы, что даже эксперт-фелинолог не всегда может в точности идентифицировать их и не спутать с другими.

Все, что необходимо котенку для формирования окраса, достается ему от родителей. На 50% окрас определяет мать, на другие 50% – отец. Поэтому абсолютно неверно и в корне ненаучно представление о том, что первая вязка матери способна повлиять на окрас котят, которых она родит в будущем от других котов.

Однако 50%-ый вклад каждого родителя в окрас котят не гарантирует, что внешний вид их котят будет сочетать в себе половину признаков отца и половину признаков матери. Также совсем не обязательно в помете будут котята, полностью унаследовавшие окрас одного из родителей. Каким будет окрас котят и какова его связь с окрасом родителей, нам поможет выяснить знание элементарной генетики окрасов кошек.

Стандартный курс генетики окрасов обычно начинается с введения понятий генов и хромосом. Однако сам Грегор Мендель, первооткрыватель законов наследования, этим понятийным аппаратом не владел. Для того чтобы разобраться в закономерностях передачи изучаемых им признаков, ему оказалось достаточно умения наблюдать, подсчитывать и анализировать полученные результаты. Как ни странно, работа Менделя прошла незамеченной и о ней вспомнили лишь вскоре после того, как Мендель уже умер, когда сразу несколько ученых в начале XX века независимо друг от друга открыли те законы, которые Мендель сформулировал еще в 1865-м году.

Скрещивая растения гороха, дающие горошины разных цветов, и пытаясь объяснить полученные результаты, Мендель предположил, что в каждом растении есть какие-то объекты, передаваемые по наследству, и что взаимодействие этих объектов между собой и определяет цвет горошин. Сделав допущение, что за цвет горошин отвечает не один, а два таких объекта, он обозначил их латинскими буквами и предположил, что у растения с желтыми горошинами есть пара AA, а у растения с зелеными – aa, и по одному объекту из пары каждое растение передает своим потомкам. Поскольку родитель, имеющий пару АА, не может передать потомкам никакого другого объекта, кроме А (точно так же, как и родитель с парой aa – никакого другого объекта, кроме a), то все дети должны получить пару Aa. На схеме родители обозначены буквой P (от латинского Parentes), а их дети – F1 (от латинского же filia, filius – дочь, сын).

Тот факт, что все потомки родительских растений оказались желтыми, Мендель объяснил тем, что объект А «сильнее» объекта a и полностью блокирует его действие. Объект A он назвал доминантным, а объект a – рецессивным.

Когда Мендель провел скрещивание полученных растений F1 (так называемых «гибридов первого поколения») и получил от них потомство, которое обозначил F2, то обнаружил следующее. Несмотря на то, что все растения F1 были желтыми, среди потомков F2 обнаружились растения с зелеными горошинами – произошло расщепление потомства по окраске горошин. Зеленых оказалось даже довольно много – целых 25%, или ¼ от общего числа.

Гипотеза, выдвинутая Менделем, легко объяснила, что произошло. Поскольку, согласно этой гипотезе, оба родителя из F1 имели пару объектов Aa, то детям они могли передать как A, так и a. При этом среди растений второго поколения должны были появиться обладатели следующих пар: AA, Aа и aa. Если считать, что выбор объекта для передачи был равновероятен, то обладателей пары Aa должно было оказаться вдвое больше, чем AA или аа: ведь потомок мог получить объект A от отца и объект a от матери, а мог и наоборот – объект A от матери и объект a от отца. Что касается пар AA или aa, то их он мог получить только одним способом.

Поскольку обладатели пары AA ничем не отличаются от представителей самой первой родительской пары P (тех, что имели желтые горошины), а объект A полностью подавляет действие объекта a, получается, что среди полученных Менделем потомков второго поколения ¾ растений также должны были давать желтые горошины, а ¼, обладатели пары aa, – зеленые. Теоретические ожидания совпали с практическим результатом.

У Менделя не было возможности проводить эксперименты на животных: ему приходилось довольствоваться изучением растений в небольшом монастырском саду. Случись ему присмотреться к окрасам кошек и вплотную заняться племенной работой, он бы и здесь с радостью обнаружил множество подтверждений своим открытиям. Например, скрестив черную кошку с шоколадной, получил бы в первом поколении только черных, а во втором – ¾ черных и ¼ шоколадных котят. Точь-в-точь как если бы скрещивал не кошек, а растения своего любимого гороха с желтыми и зелеными семенами:

В организме каждой кошки тоже присутствуют объекты, обозначаемые латинскими буквами и определяющие, как будет выглядеть кошка и какие свойства она передаст котятам. Эти объекты тоже группируются по парам и отвечают за основные особенности окраса (наличие или отсутствие рисунка, полное или зонарное окрашивание волоса, наличие и отсутствие осветления и т.д.). Есть 10 особенностей, с помощью которых можно более или менее полно описать основные окрасы; этим 10 особенностям соответствует 10 пар объектов.

Позднее ученые установили, что этими объектами является не что иное, как гены, расположенные в каждой клетке организма животного в определенных участках (локусах) хромосом. Гены каждой отдельно взятой пары назвали генами, аллельными друг к другу, или просто аллелями. Гены, принадлежащие разным парам, стали называться неаллельными генами. Пары, унаследованные кошкой, стали называть ее генотипом, а внешние проявления действия этих пар – фенотипом.

Выяснилось, что аллельных генов, влияющих на одну и ту же особенность окраса (например, площадь белых пятен на кошачьей шубке), в природе может быть не два, а целая серия, но каждая кошка может получить из этой серии только два аллеля: один достанется ей от отца, другой от матери. Такие многочисленные аллели обозначаются одной буквой (заглавной либо строчной) с разными индексами. Например, существует так называемая альбинотическая серия аллельных генов, определяющих, будет ли кошка альбиносом или нет и если да, то насколько полным будет ее альбинизм. В составе этой серии различают 5 генов: C, c^b, c^s, c^a и c. Из них могут быть составлены разные пары, например Cc^s, CC, c^sc^b, c^sc^s. Одна из этих пар достается кошке и видоизменяет ее окрас в зависимости от того, какие два гена в нее входят.

Иногда аллелей, отвечающих за элемент окраса, только два, как в случае с желтыми и зелеными горошинами. Например, будет ли кошка полностью белой или хотя бы частично окрашенной, определяется взаимодействием двух аллелей – W и w. Они могут составить всего 3 пары – WW, ww и Ww.

Если пара состоит из одинаковых аллелей (например, CC, ww), то кошку называют гомозиготной по соответствующему аллелю (в нашем примере – гомозиготна по C, гомозиготна по w). Если из разных (Cc^s, Ww) – гетерозиготной (гетерозиготна по С или гетерозиготна по c^s; гетерозиготна по W или гетерозиготна по w).

Для того чтобы выяснить, какие котята могут родиться у конкретной пары производителей, нужно первым делом узнать, какие 10 пар аллелей достались кошке и какие – коту, с которым планируется ее повязать. Зная это, мы выясним, какие аллели унаследуют котята и какой окрас у них получится. Для этого нам понадобится ответить на 10 вопросов об окрасе кошки и кота.

Чтобы сделать обучение более наглядным, поставим себе конкретную задачу. Пусть к нам обратился за советом начинающий заводчик, у которого есть британская кошка редкого окраса шоколадный мрамор на серебре:

Ей настало время выйти замуж, а в клубе сказали, что женихов такого же окраса, к сожалению, днем с огнем не сыщешь. Предложили для вязки жениха классического голубого окраса:

Хозяин кошки спрашивает, стоит ли ему вязаться с этим котом или попросить подобрать кошке кого-нибудь другого. Породный тип кота его полностью устраивает, но окончательное решение зависит от того, какие котята могут родиться у такой пары и с какой вероятностью. Владелец кошки очень хочет получить котят с таким же редким окрасом, как у матери.

Чтобы помочь ему, прежде всего поинтересуемся родословной производителей – она может нам очень пригодиться. Пусть кошка рождена от кота редкого окраса фавн-пойнт и кошки такого же окраса, как она сама, – шоколадный мрамор на серебре, а родители кота – кот окраса сил-пойнт и кошка окраса циннамоновый мрамор. Мы пока не знаем, что кроется за этими сложными названиями, и выясним это позже.

Итак, начнем «анкетирование» наших производителей, поставив первый вопрос:

• Не является ли кто-то из наших производителей чисто-белым?

Ответ на этот вопрос нужен для того, чтобы определить, какая пара аллелей находится у будущих родителей в локусе с названием White. Находиться в нем могут только гены двух видов – W или w. Ген W блокирует окрашивание шерсти и она становится неокрашенной, белоснежной (так называемого «доминантного белого окраса»), а ген w, наоборот, разрешает окрашивание и шерсть становится цветной.

Если кошка получила от отца и матери разные гены и стала обладательницей пары Ww, то действие гена W полностью подавит действие гена w и кошка все равно будет чисто-белой. Такие взаимоотношения между аллельными генами называются полным доминированием. По традиции доминантные гены обозначаются заглавными, а рецессивные – строчными буквами.

Вопрос о присутствии гена W задается в первую очередь, поскольку он подавляет не только действие гена w, но и проявление работы всех остальных 9 пар генов, неаллельных к нему. Такое взаимодействие доминантного гена с неаллельными генами называется доминантным эпистазом.

На картинке приведена кошка породы турецкая ангора, белая с оранжевыми глазами. Ее белый окрас, традиционный для этой породы, определяется влиянием гена W^[1]:

Казалось бы, ситуация с наследованием белого окраса должна быть очень похожа на ситуацию с менделевским горохом:

Однако в последнее время многие заводчики придерживаются другой точки зрения. Предполагается, что в гомозиготном состоянии ген W летален, поэтому кошек с генотипом WW не бывает – они гибнут еще в утробе матери. Следовательно, если кто-то из родителей или даже оба родителя будущих котят белого окраса, то скорей всего они гетерозиготны по гену W и не дадут в помете одних только белых котят. Изменится и соотношение белых и окрашенных котят в помете. Например, при вязке двух белых производителей оно будет не 3:1, как у менделевского гороха, а 2:1:

Какое соотношение белых и окрашенных котят получится при вязке белого производителя, имеющего генотип Ww, с цветным производителем, имеющим генотип ww, попробуйте выяснить самостоятельно.

Очевидно, что наши производители – как кот, так и кошка – не являются чисто-белыми. Если бы у кого-нибудь из них в локусе White был хотя бы один ген W, они бы сразу и полностью побелели. Значит, этого гена у них нет. Остается только один ген, «разрешающий» кошке быть окрашенной – это ген w. Мы знаем, что в каждом локусе обязательно должна находиться пара генов, а не один. Стало быть, и кот, и кошка получили от своих родителей пару генов ww. Занесем эту информацию в нашу таблицу:

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10