從吉娃娃到大丹犬，狗狗的體型差異比地球上任何其他哺乳動物物種都大。這種差異背後的突變已被追溯到一個意想不到的來源：古代狼。
該突變位於一個名為IGF1的基因附近，研究人員在15年前就已指出該基因在家犬體型變異中起著重要作用。它是已確定的約二十幾個此類基因中的第一個。但是，確定負責的基因變異的努力一直沒有結果。
“IGF1一直是我們的一根刺，” 美國國家人類基因組研究所（位於馬里蘭州貝塞斯達）的遺傳學家Elaine Ostrander說，她領導了2007年的研究，首次確定了IGF1在狗狗體型中的作用，以及現在實現了這一探索的1月27日發表在《當代生物學》上的研究。
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在過去的3萬年中，古代狗從狼馴化而來，體型上存在一定程度的差異。但是，目前極端的體型差異——最大品種比最小品種大40倍——出現在過去的200年中，當時人類建立了現代品種。
Ostrander和包括法國雷恩INSERM-雷恩大學的遺傳學家Jocelyn Plassais在內的同事，分析了1400多個犬科動物的基因組，包括古代狗、狼、郊狼和230個現代犬種。
生長控制
當他們比較IGF1基因周圍區域的變異與狗和野生犬科動物的體型時，一個變異脫穎而出。它位於一段DNA中，這段DNA編碼一個稱為長鏈非編碼RNA的分子，該分子參與控制IGF1蛋白（一種有效的生長激素）的水平。
研究人員確定了該變異的兩個版本，或等位基因。在所有品種中，攜帶一個等位基因的兩個副本的狗往往體重低於15公斤，而另一個版本的兩個副本在體重超過25公斤的狗中更常見。Ostrander說，各攜帶一個副本的狗的體型往往介於兩者之間。與攜帶“小型”等位基因的兩個副本的犬科動物相比，攜帶大型體型等位基因的兩個副本的犬科動物血液中IGF1蛋白的水平也更高。
當研究人員檢視其他犬科動物的基因組時，他們發現了類似的關係。“這不僅僅是關於狗的故事。這是一個關於狼的故事，關於狐狸的故事，關於郊狼的故事，以及關於所有動物的故事。這是犬科動物範圍內的故事，” Ostrander說。
矮小的祖先
研究人員認為，與小型體型相關的等位基因在進化上比大型體型版本古老得多。郊狼、豺狼、狐狸和他們分析的大多數其他犬科動物都攜帶“小型”版本的兩個副本，這表明該版本存在於這些動物的共同祖先中。
大型體型等位基因何時進化尚不清楚。研究人員發現，一隻生活在約53000年前西伯利亞的古代狼攜帶了該版本的一個副本。其他古代狼和現代灰狼往往攜帶兩個副本，這表明大型體型等位基因可能對狼有益。
加利福尼亞大學洛杉磯分校的進化生物學家Robert Wayne說，科學家們普遍認為，小型體型可能與相對較新的基因變化有關，可能僅限於家犬。“這完全顛覆了整個故事。這就是整個事情的奇妙之處。”
馬薩諸塞大學陳醫學院（位於伍斯特）的遺傳學家Elinor Karlsson說，這項研究可能表明，狗是從體型較小的狼馴化而來的，這些狼與今天的灰狼種群不同。“我們甚至不知道導致狗出現的狼是什麼樣子的，”她說。
研究人員還警告說，關於狗體型的故事遠未結束。Plassais希望弄清楚這些變異如何影響IGF1蛋白的水平。而且，該變異並非狗體型大小的唯一決定因素：IGF1基因本身約佔品種間變異的15%。
“我們不是在談論一種使狼變成吉娃娃大小的突變，” Karlsson說。“我們談論的是許多使你體型略微變小的突變之一。”
本文經許可轉載，並於2022年1月27日首次發表。