IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование наследственных признаков кошек при скрещивании разных пород
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Бездомные животные – популяция безнадзорных собак, кошек или других домашних животных, обитающая стаями и поодиночке на городских улицах и в рекреационных зонах.
Основная проблема бездомных животных состоит в том, что среди них очень мало животных, кто на протяжении нескольких поколений является безнадзорным. Большая часть из них когда-то была домашними и попала на улицу благодаря безответственности людей. И кошки здесь занимают особое положение, потому что кошки лучше других домашних животных приспособлены к «бездомной» жизни. Но это не значит, что можно спокойно освобождаться от ненужного котенка или надоевшей кошки, оправдывая себя тем, что кошка гуляет сама по себе и ей все равно где жить, в доме или на улице.
Бездомные животные опасны не только тем, что могут причинить вред человеку: стать агрессивными, нападать, они могут являться разносчиками различных заболеваний, что, в свою очередь, может стать причиной возникновения эпидемий. К заболеваниям, которые могут переносить кошки и представляющим опасность для здоровья человека, относятся: бешенство, дерматомикозы, туберкулез, токсоплазмоз, хламидиоз, сальмонеллез и другие.
Недавние генетические исследования ДНК древних кошек показали, что домашние кошки в отличие от собак, чьи тела и темпераменты радикально изменились за 30 000 лет селекции, практически идентичны своим диким собратьям – как анатомически, так и генетически. На сегодняшний день, прослеживается незначительное морфологическое разнообразие, изменения в строении отдельных органов, незначительные изменения в отдельных физиологических функциях и генотипах. Исследования показали, что домашние кошки, спариваясь с дикими кошками, дают плодовитое потомство. Сейчас эволюция кошек находится на той стадии, когда часть их остается еще в полудиком состоянии: живущие в деревнях, на фермах, свободно гуляющие, бездомные, а часть оказалась одомашнена и приспособилась жить исключительно в человеческом жилище, представляя собой пример экологической изоляции. И изменения видны все сильнее, – селекционно выведенные специфические гибридные породы в «диких» условиях выживают крайне редко, например, «голые» кошки. Вместе с тем генетически, «дикие» и «домашние» кошки остаются схожими, что позволяет кошкам разных пород скрещиваться между собой.
Селекция животных основана на принципах получения новых и улучшении существующих пород с помощью таких методов селекции, как гибридизация и искусственный отбор.
Но что делать, если хозяева породистых кошек «недоглядели», произошло случайное скрещивание, и на свет появились «необычные» котята. Зачастую такие котята оказываются на улице, и пополняют армию бездомных животных. Актуальность проблемы заключается в том, чтобы даже нежеланное потомство, имело право на существование, не оказывалось в «группе риска», не стало источником распространения инфекционных заболеваний, оказавшись на улице. Жестокое обращение с животными, а выбрасывание котят на улицу, именно так и характеризуется, регламентируется Статьей 245 Уголовного кодекса Российской Федерации, но эта статья редко выполняется, и еще реже можно видеть привлечение к ответственности. Актуальность данной работы в гуманности и ответственности человека за чужие жизни.
В этом случае, решением данной проблемы может являться:
Исследование наследственных признаков кошек при скрещивании разных пород.
2. Изучение особенностей жизнедеятельности метисов, с определением положительных и отрицательных черт по отношению к исходной породе.
3. Пропагандирование гуманистического подхода, на примере семей взявших на воспитание метисов. В этом случае большую роль играют социальные сети.
Котенок – метис – это не причина выбросить его на улицу, поэтому целью данной работы является исследование наследственных признаков, проявившихся у потомства при случайном скрещивании кошек разных пород (межпородное скрещивание) – Канадского сфинкса и Мейн - Куна.
Гипотеза исследования заключается в возможности межпородного скрещивания с получением жизнеспособного потомства.
Экологическая целесообразность проблемы заключается в снижении количества бездомных животных, за счет чего происходит сдерживание распространения инфекционных заболеваний, контроль численности уже существующей популяции, предотвращение притока мутированных генов в генетически стабильные популяции.
Задачи:
Определение фенотипических признаков, полученных от родителей в результате межпородного скрещивания.
Наблюдение за развитием и проявлением наследственных признаков у потомства.
Прогнозирование дальнейшего развития потомства.
Анализ полученных результатов.
В работе использованы методы: анализ литературы, наблюдение за объектом исследования, сравнение теоретических данных с фактическими, измерения и сопоставления стандарта пород с объектом исследования, изучение и обобщение полученных данных.
Кто такие Канадские сфинксы, Мейн – Куны и метисы.
1.1. Канадские сфинксы.
|
Рис. 1. Прун. |
История породы Канадский сфинкс насчитывает более 50 лет назад, и берет начало в Канаде с 1960-х годов, когда у черно-белой короткошерстной кошки Элизабет появился на свет котенок без шерсти, получивший имя Prune (Прун – Чернослив, рис. 1). Причиной появления такого котенка стала генетическая мутация. В 1966 году Ридьяд Бава, выпускник Университета Торонто, совместно с Кеес и Ритой Тенховс разработали породу кошек, которая впоследствии была названа «Сфинкс». Бава и Тенховсы были первыми, кто определил аутосомно - рецессивную природу гена для бесшерстности, а также |
разработали успешную программу разведения котят, которые в конечном итоге стали способны к самостоятельному размножению.
В пометах Канадских сфинксов, как правило, рождаются два типа котят: гомозиготные, несущие парный ген hrhr и гетерозиготные, несущие ген голости hr и re – ген девон-рексов, где re-ген выступает в роли модификатора (усилителя) гена hr. Гетерозиготные сфинксы, имеют разные аллели одного гена (один ген выступает в качестве доминантного гена, другой рецессивный: hrre = hr – ген голости сфинкса + re – ген девон-рекса). Аллельный ген h был описан в 1938 году французским ученым, профессором Этьеном Летаром, у бесшерстных котят, рожденных от сиамских кошек.
Ген голости Канадских сфинксов рецессивный. При скрещивании Канадского сфинкса с обычной кошкой рецессивный признак голости не проявится в фенотипе у гибридов первого поколения.
1.2. Мейн – Куны.
Нет точных сведений о том, откуда на самом деле взялась эта удивительная порода. Считается, что она была получена путем естественной гибридизации в США более века назад (рис. 2).
|
С точки зрения биологов, Мейн-куны появились вследствие естественной эволюции, а именно произошли от своих американских предков, без вмешательства человека. Порода считается аборигенной, исконно проживавшей на территории нынешнего штата Мэн (США). Генотип Мейн – Кунов несет большое количество |
Рис. 2. Мейн-кун. 1902 г. |
доминантных генов, и, в совокупности, считается доминантным по отношению к любому генотипу, за исключением генотипов представителей семейства кошачьих, обитающих в естественной среде.
Метисы.
|
Метисы – особи, получившиеся от скрещивания самца и самки разных пород. В 2002 г. Генеральная ассамблея Всемирной федерации кошек разрешила официальные межпородные вязки Мейн – Кунов с сибирской и норвежской лесной кошкой (рис.3), а также с турецкой ангорой, которые являются носителями «аборигенного» генофонда. |
Рис. 3. Метис Норвежского кота и Мейн-Куна |
Производные Мейн – Кунов.
Си – кун – метис Мейн – Куна и Сиамской кошки. Целью селекции было получить крупного длинношерстного кота с характерным пойнтовым окрасом. Стабильного результата пока получить не удалось.
Ренегат – метис Мейн – Куна и Бенгальской кошки. Целью селекции было ещё больше увеличить размеры тела Мейн – Куна. Данная селекция успехом пока тоже не увенчалась.
Американский лесной короткошерстный кот — вариант Мейн – Куна с короткой шерстью. У специалистов нет единого мнения, каким образом появилась данная разновидность, и является ли она метисом.
Мейн – Кун Рекс — гибрид Мейн – Куна и Корниш – Рекса или Герман – Рекса. Представляет собой Мейн – Куна с курчавой шерстью. У специалистов нет единого мнения, каким образом появилась данная разновидность, путем скрещивания Мейн – Куна с какой-то из разновидностей Рексов, или курчавая шерсть – это результат мутации.
Внешние особенности метисов Мейн – Куна.
Метисы крупнее обычных кошек, но мельче Мейн – Кунов. Форма морды, кисточки на ушах и длинный хвост редко передаются помесям, так как они рецессивные. При повторном скрещивании метисов с породистыми Мейн – Кунами можно получить интересные варианты.
Черты характера.
Характер у метисов обычно попроще чем у Мейн – Кунов, но часто выщепляются особи агрессивные, крайне проблемные в содержании.
Здоровье.
Обычно метисы гораздо здоровее современных Мейн – Кунов, у которых в погоне за размером и экстремальным видом заводчики закрепили проблемы с сердцем, с психикой, с щитовидкой, опорно-двигательным аппаратом и тд.. Метисы же обладатели крепкого иммунитета, они меньше болеют.
Случайные межпородные скрещивания.
Селекция животных основана на принципах получения новых и улучшении существующих пород. Но что делать, если хозяева породистых кошек «не доглядели», произошло случайное межпородное скрещивание, и на свет появились «необычные» котята? Стоит ли такого котенка оставить или лучше от него избавиться?
Так и получилось у пары: Канадского сфинкса Юны и Мейн – Куна Феникса.
В связи с тем, что метисы Канадского сфинкса и Мейн – Куна являются редкостью, была организована работа по исследованию данной гибридизации.
Целью работы явилось исследование наследственных признаков кошек при межпородном скрещивании.
Были поставлены следующие задачи: проследить особенности наследования признаков; определить фенотипические признаки, полученные от родителей в результате межпородного скрещивания; пронаблюдать за развитием и проявлением наследственных признаков у потомства.
В работе использованы методы: наблюдение за объектом исследования, сравнение теоретических данных с фактическими, измерения и сопоставления стандарта пород с объектом исследования, изучение и обобщение полученных данных.
Объектом исследования явились: Канадский сфинкс Юна, Мейн – Кун Феникс и их потомство.
2.1. Анализ объектов исследования.
|
Мать (рис. 4): Юна возраст: 7 лет вес: 4,6 окрас: Сил – пойнт n33 Соответствует стандарту Международной федерации кошек WCF |
Рис. 4. Кошка породы Канадский сфинкс Юна |
||
|
Отец (рис. 5): Феникс возраст: 3 года вес: 5,2 окрас: красный дымчатый. Соответствует стандарту Международной федерации кошек WCF. |
Рис. 5. Кот породы Мейн – Кун Феникс |
Продолжительность беременности: 69 дней, родовое разрешение на 70-ый день, путем кесарева сечения.
|
От случайного скрещивания, путем кесарева сечения, на свет появилось три котенка: две кошечки и один кот. Дата рождения: 13 июня 2019. Одна кошечка погибла на 9 день. В помете осталось два котенка: кот Энигма и кошка Гертруда (рис. 6). |
Рис. 6. Энигма и Гертруда |
|
Мать после операции 3 дня не подходила к котятам, вскармливание производилось искусственным молоком (рис. 6). Через 3 дня кошка легла к котятам для кормления. |
Рис. 6. Искусственное вскармливание |
2.2. Исследование наследственных признаков и их проявлений в потомстве.
2.2.1. Признак: внешние габариты кошек.
Мейн – Куны являются одними из самых крупных домашних кошек, рекордсменами по габаритам. Канадские сфинксы относятся к средним кошкам. В связи с чем, было обращено внимание на динамику роста котят.
Был проведен сравнительный анализ стандартных показателей пород с потомством, полученным от скрещивания Мейн – Куна с Канадским сфинксом.
|
Кошки |
При рождении (в гр) |
2 месяца (в гр) |
4 месяца (в гр) |
6 месяцев (в гр) |
9 месяцев (в гр) |
|
Мейн – Куны: Кот Кошка |
115 115 |
1230 1150 |
3000 2700 |
3900 3200 |
5000 4100 |
|
Канадские сфинксы |
80 |
1000 |
2000 |
2500 |
2500 |
|
Мальчик Девочка Девочка |
80 70 67 |
1300 1000 – |
1900 1200 – |
3200 2800 – |
4900 4000 – |
Табл. 1. Динамика набора веса котятами
Анализ показал, что котята родились, и развивались первые 4 месяца жизни по «сфинкскому» пути, но начиная с 5 месяца, наблюдается резкое увеличение набора веса, приближающее котят к средним параметрическим размерам кошек породы Мейн – Кун. Анализируя данную динамику можно предположить, что генотипические признаки «включаются» поэтапно, по мере взросления котят. Доминантный геном Мейн – Кунов начинает выходить на первый план, подавляя генотип Канадского сфинкса.
Рис. 7. Динамика набора веса котятами-метисами.
2.2.2. Признак: наличие шерстяного покрова.
Основным морфологическим отличием данных пород кошек, закрепленным генетически, является наличие шерстяного покрова: у Канадского сфинкса шерстяной покров отсутствует, у Мейн – Кунов – чрезмерный. Здесь стоит сделать оговорку, речь идет о гене наличия шерсти, а не о гене длинны шерсти. Ген длинны шерсти (LL, Ll, ll) локализован в другой паре аллелей.
Ген голости Канадских сфинксов рецессивный, и передается как в гомозиготном рецессивном состоянии, так и в гетерозиготном. Но в гетерозиготе присутствует re-ген – ген девон-рекс. Генотип в этом случае выглядит – hrre. В данном генотипе ген девон-рекс выступает как модифицирующий (усиливающий) ген.
Проследив родословную кошки Канадского сфинкса Юны, было выявлено, что все ее предки были бесшерстные, и рексовые формы в поколениях не встречались. На основании полученных данных был сделан вывод, что Юна по генотипу представляет чистую рецессивную гомозиготную линию hrhr.
Генотип Мейн – Кунов несет большое количество доминантных генов, и, в совокупности, считается доминантным по отношению к любому генотипу домашних кошек. Если рассматривать ген наличия шерсти, то у Мейн – Кунов он будет доминантной гомозиготой HrHr.
Зная исходные генотипы можно рассчитать возможные варианты генотипов потомства:
Р ♀ hrhr х ♂ HrHr
отсутствие шерсти длинная шерсть
G hr Hr
F1 генотипы потомства: 4 Hrhr
|
Фенотипы потомства. В случае скрещивания доминантной и рецессивной гомозигот можно наблюдать единообразие первого поколения (что соответствует I закону Менделя). Все гибриды первого поколения будут гетерозиготны, что в фенотипе проявится как наличие шерсти у котят. |
Рис. 8. Наличие шерсти у Энигмы и Гертруды |
2.2.3. Политенная наследуемость.
Наследуемость – доля фенотипической изменчивости в популяции, обусловленная генетической изменчивостью (в отношении к определенному качественному или количественному признаку).
Ген бесшерстности Сфинксов сцеплен с другими генами, которые влияют на внешность животного. Мутация, приведшая к отсутствию шерсти, отразилась не только в виде отсутствия соответствующего покрова, но и во всем облике. Например, очень часто котята сфинксы имеют между глаз чрезвычайно широкую разделительную площадку, выступающие глазные яблоки (несмотря на то, что в целом глаза посажены глубоко) и подчеркнутые скулы.
Причем, чем более лысым является котенок, тем ярче выражены у него признаки, которые были перечислены выше. Такая природа наследования, когда ряд черт передается в комплексе, определяется тем, что превалирующее действие имеет не один ген, а целый аллель на фоне ряда модифицирующих генов. Это явление называется политенной наследуемостью.
Исходя из теоретического генетического исследования, и того, что внешний облик Канадских сфинксов формируется политенной наследуемостью, при этом формирующий ген hrhr – рецессивный, можно сделать предположение, что выраженные морфологические признаки Сфинксов будут подавлены доминантными генами Мейн – Куна, и в дальнейшем котята будут развиваться по «куновскому» принципу. Фенотипически котята будут похожи на отца. Признаки Сфинксов закрепятся в рецессивных аллелях и передадутся следующим поколениям. При условии скрещивания с породистым Канадским сфинксом, признак снова проявится.
Рис. 6. Феникс, Энигма и Гертруда
2.2.4. Наследственные заболевания.
Очень важным фактором при принятии решения о заведении домашнего питомца, является фактор здоровья. Не секрет, что многие породистые кошки страдают целым «букетом» разных заболеваний. Существует распространенное мнение, что метисы «собирают все болячки» свойственные и одной и другой породе.
В ходе исследования были рассмотрены характерные для обеих пород наследственные заболевания. Наследственные заболевания кошек носят рецессивный характер, в противном случае, данными болезнями страдали бы практически все представители породы.
|
Порода |
Заболевание |
Метис |
|
Канадский сфинкс |
Укороченная нижняя челюсть |
Не проявляется |
|
Микрофтальм |
Не проявляется |
|
|
Искривление хвостовой части позвоночника |
Может проявиться |
|
|
Заворот века |
Не проявляется |
|
|
Мейн – Кун |
Гипертрофическая кардиомиопатия |
Не проявляется |
|
Дисплазия тазобедренного сустава |
Может проявиться |
В ходе исследования было выявлено, что из всех характерных наследственных заболеваний кошек породы Канадский сфинкс и Мейн – Кун реальную угрозу могут представлять заболевания, связанные с аномальным развитием тазобедренного пояса и, связанной с ним, хвостовой части позвоночника. Получая своевременные консультации от ветеринара, и выполняя все указания врача, данные заболевания могут успешно контролироваться.
Метисы Энигма и Гертруда были обследованы на предмет выявления наследственных заболеваний, характерных для кошек породы Канадский сфинкс и Мейн – Кун.
|
Укороченная нижняя челюсть. Челюстной аппарат в норме. Прикус правильный. |
|
|
Микрофтальм. Развитие глазного яблока в норме. Заворота век не наблюдается. |
|
|
Искривление хвостовой части позвоночника не наблюдается. Хвосты у котят без искривлений, соответствуют пропорциям тела. |
|
|
Дисплазия тазобедренного сустава. Посадка котенка правильная, свидетельствующая об отсутствии проблем с тазобедренным суставом. |
Исследование показало, что котята не имеют характерных внешних проявлений наследственных заболеваний ни по линии Канадских сфинксов, ни по линии Мейн – Кунов.
Гипертрофическая кардиомиопатия, являясь наследственным заболеванием, может не проявляться в раннем возрасте. Обследование у ветеринара признаков данного заболевания у котят не выявило, тем не менее, данный аспект был взят на контроль.
2.2.5. Этология.
Этология – полевая дисциплина зоологии, изучающая поведение животных.
Еще один аспект, связанный с наследственностью – поведение животных. Бытует мнение, что метисы реализуют все негативные проявления пород: агрессивность, лень, воровство и т.д.
Врожденными, генетически закрепленными, являются безусловные рефлексы (инстинкты). Эта программа заложена при рождении и присутствует на протяжении всей жизни.
Инстинкты можно подразделить на: витальные – боль, голод, жажда, температурное восприятие; зоосоциальные – половые, родительские; саморазвития – исследовательские, игровые, манипуляционные действия.
Все эти врожденные проявления никак не зависят от породы или места обитания кошки.
Условные рефлексы приобретаются в течение жизни, вырабатывается индивидуальная память, поэтому «недостойное» поведение животного, это не генетическая предрасположенность, связанная с породой или межпородным скрещиванием, а «заслуга» хозяина, который не смог сформировать у своего питомца необходимые навыки.
|
Жажда. Мейн – Куны любят проточную воду. |
Голод. |
|
Исследование. |
Игра. |
Поведение метисов ничем не отличается от поведения других котят, так как обусловлено врожденным поведением, характерным для любого представителя семейства Кошачьих.
Заключение.
Проведя теоретические и эмпирические исследования, собрав и проанализировав данные, сделав наблюдения и подводя итоги работы, можно сделать следующие выводы:
По мере взросления котят, доминантный геном Мейн – Кунов начинает выходить на первый план, подавляя генотип Канадского сфинкса.
Котята будут гетерозиготны, что в фенотипе проявится как наличие шерсти.
Морфологические признаки Сфинксов будут подавлены доминантными генами Мейн – Куна, и в дальнейшем котята будут развиваться по «куновскому» принципу.
Котята не имеют характерных внешних проявлений наследственных заболеваний ни по линии Канадских сфинксов, ни по линии Мейн – Кунов.
Поведение метисов не отличается от поведения породистых котят.
Метисы ничем не отличаются от породистых кошек, а зачастую имеют ряд преимуществ. Следовательно, метисы, как и любые другие кошки, имеют полное право иметь свой дом. Избавление от таких котят (и не только от метисов), путем их выбрасывания на улицу, смело можно рассматривать как правонарушение.
Список литературы:
"Генетика кошки", под редакцией П.М.Бородина и А.Н.Рувинского, 1993, Издательство "Наука", Новосибирск.
"Кошки и гены", П.М.Бородин, М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011.
«Кошачьи секреты», Вики Холлс, М.: издательство «Софион», 2007
«Человек находит друга», Конрад Лоренц, М.: Издательство «Neoclassic», 2016.
Электронные ресурсы:
http://www.maine-coon-cat-club.com/about/history/history.html «The History Of The Maine Coon Cat», ДафнаБаттерс, 2002, (переводсанглийского)
https://breeds.tcainc.org/BreedInfo/FAQTMainCoon/FAQtmainecoon.htm
«The Traditional Maine Coon FAQs», ДианаФайран, 2000 (переводсанглийского)
https://ria.ru/20090210/160875523.html РИА Наука «Проблема бездомных животных и пути ее решения. Справка», 2009
http://www.eliteline.ru Статья «Особенности генетики породы Канадский сфинкс, сфинкс-мутация», 2013.
http://www.kotodom.ru/genetika-sherstnogo-pokrova-koshek/ Статья «Генетика шерстяного покрова кошек», 2011
10