Wetenschappers van de Texas A&M University en Faculdade de Biociências in Brazilië zijn een stap dichter bij het begrijpen van de rijke evolutionaire geschiedenis van de kattenfamilie gekomen. In een paper, dat op de omslag van Genome Research staat, construeerden de onderzoekers uitgebreide stambomen van de 38 kattensoorten, die de afstamming van moeders, vaders en twee ouders binnen de kattenfamilie illustreerden. Ze ontdekten echter dat afstammingslijnen niet volledig lineair zijn. In plaats daarvan onthulde deze studie dat de voorouders van katten in de loop van de evolutionaire geschiedenis zijn gevormd door hybridisatie.
Voor deze studie gebruikten onderzoekers genoombrede Single Nucleotide Polymorphism (SNP) -gegevens - die verschillen in individuele basenparen identificeren - met genen van zowel de X- als Y-chromosomen en autosomale of niet-geslachtschromosomen, naast het sequencen van volledige mitochondriale genomen , die de moederlijn aangeven. Deze gegevens werden aangevuld met nieuwe sequentiegegevens van het hele genoom van de soort die het dichtst bij de huiskat staat, evenals analyse van het genoom van tijgers, sneeuwluipaarden en leeuwen.
"Onze resultaten lossen uiteindelijk veel van de discrepanties in de literatuur op in de afgelopen twee decennia over hoe katten verwant zijn en de oorzaak van veel van de conflicten tussen verschillende wetenschappelijke publicaties," zei Dr. William Murphy, professor in de afdeling Veterinaire Integratieve Biosciences (VIBS) aan het Texas A&M College of Veterinary Medicine &Biomedical Sciences en auteur van de studie.
"De resultaten benadrukken ook een opkomende trend in de literatuur dat hybridisatie tussen verschillende soorten gebruikelijk is en zelfs adaptief kan zijn. Een nieuwigheid van onze studie is de illustratie van hoe vaak dit proces voorkomt op een bredere fylogenetische schaal - binnen een hele familie van zoogdieren - dan eerder is aangetoond in geïsoleerde paren van soorten."
“Dr. Murphy is een uiterst nauwgezette onderzoeker wiens eerdere werk hielp bij het creëren van het veld van fylogenomie, dat genoomanalyse gebruikt om evolutionaire relaties van soorten vast te stellen, "zei Dr. Evelyn Tiffany-Castiglioni, afdelingshoofd van VIBS. "Dit nieuwe werk zal enorm bijdragen aan ons begrip van hybridisatie als een kracht die de soortvorming bij katten heeft gevormd en vormgeeft."
De onderzoekers ontdekten dat er negen verschillen waren tussen de moeder- en tweeouderbomen. De moederboom gaf bijvoorbeeld aan dat de poema-afstamming nauwer verwant was aan de groep lynx / laurier, terwijl de tweeouderlijke boom de poema-afstamming aantoonde als nauwer verwant aan de Aziatische luipaardkat / huiskattengroep. Onderzoekers concludeerden dat de meest waarschijnlijke oorzaak hiervan, en andere discrepanties tussen stambomen op basis van verschillende manieren van overerving, te wijten is aan oude hybridisaties. Hybriden kunnen dan gepaard zijn gegaan met niet-hybriden, waardoor variaties weer in de soort zijn geïntroduceerd.
Bijkomende factoren die de evolutie van katten beïnvloeden, zijn onder meer het feit dat mannelijke hybriden vaker steriel zijn dan vrouwelijke hybriden en dat de mannetjes vaak geografisch meer verspreid zijn dan vrouwtjes.
"We identificeerden sporen van hybridisatie in de genomen van meer dan de helft van de acht kattenlijnen, waar stukken DNA-sequenties veel nauwer verwant zijn tussen paren van niet-zustersoorten dan zou worden verwacht door willekeurige processen," zei Murphy. "In verschillende van deze gevallen wordt het bewijs voor hybridisatie in het nucleaire genoom, dat van beide ouders wordt geërfd, geërfd door vergelijkbare patronen in het mitochondriale DNA, dat alleen van de moeder wordt geërfd."
Oude hybridisatie kan hebben geleid tot de discrepanties tussen de biparentale en maternale lijnen van de sneeuwluipaard. Specifiek werd aangetoond dat genen op de X-chromosomen van leeuwen en sneeuwluipaarden op een recentere datum uiteenliepen dan genen op autosomale chromosomen. Bovendien behielden sneeuwluipaarden een mitochondriaal genoom dat meer lijkt op het mitochondriaal DNA van de leeuwen, in vergelijking met andere delen van het genoom. De studie suggereerde dat deze resultaten waarschijnlijk te wijten zijn aan vroege hybridisatie tussen de voorouders van de twee soorten.
"We weten dat oude hybridisatie in het wild consistent is met uitgebreid bewijs voor hybridisatie die heeft plaatsgevonden tussen veel verre verwante kattensoorten in gevangenschap, zoals de lijger - een mannelijke leeuw gekruist met een vrouwelijke tijger," zei Murphy. "Een van 's werelds meest populaire kattenrassen, de Bengaal, is een hybride tussen de huiskat en de Aziatische luipaardkat, en verschillende andere steeds vaker voorkomende kattenrassen zijn van hybride oorsprong."
De onderzoekers merken ook op dat, hoewel hybridisatie een natuurlijk onderdeel van de evolutie is, factoren zoals stroperij, verlies van leefgebied en klimaatverandering de toekomstige evolutie van katten kunnen beïnvloeden, vooral bij bedreigde diersoorten. Ze benadrukken ook het belang van het begrijpen van natuurlijke versus door de mens veroorzaakte hybridisatie.
