Генетика окрасов кошек
Блок поломан или отсутствует. Либо не найдено его содержимое, либо необходимо включить его модуль.

Окрасы кошек: колористика и генетика. Часть 1: строение и типы волоса


Автор

Ольга Миронова – эксперт WCF (All breed), президент АЛК Котофей, г. Санкт-Петербург, Россия.


Домашние кошки пришли к людям из дикой природы, где одним из главных условий выживания является маскирующий окрас, помогающий оставаться незаметным на охоте и для других хищников, чтобы самому не стать жертвой. Перенеся охотничью территорию во владения человека, «кошка домашняя» (Felis Catus) одновременно получила защиту от многих опасностей, потому необходимость в камуфляже отпала. У кошек стали появляться новые окрасы, особенно связанные биохимическими цепочками с уровнем выработки адреналина – гормона защиты и агрессии. Такие изменения сопровождают процесс одомашнивания.

Под непредумышленной по началу защитой человека стали выживать котята такого окраса и внешности, какие никогда не смогли бы остаться в живых в диких условиях. Необычно окрашенных котят скорее замечали и привечали хозяева территорий, вмешавшись в естественный отбор. Если считать, что кошка стала домашней около 10 тысяч лет назад, то за это время она приобрела множество окрасов и продолжает радовать нас их разнообразием и нарядностью.

В наше время любовь к кошкам и изучение их особенностей привело к возникновению фелинологии – науке о кошках. Для заводчиков одной из самых значимых составных фелинологии становится колористика – наука об особенностях окрасов, с элементами генетики.

Понимание многих вопросов колористики без элементарного знания генетики невозможно. Изучая окрасы кошек, мы будем касаться их генетической природы. Чтобы говорить на одном языке, придется вкратце вспомнить некоторые генетические термины и принципы наследования.

Окрас кошки

От чего зависит окрас кошек

Все окрасы кошек создаются двумя пигментами:

  • черным пигментом (меланином);
  • оранжевым пигментом (феомеланином).

Все варианты окрасов зависят от степени разбавления или чередования этих главных пигментов. Пигменты, определяющие окрас, вырабатываются специальными клетками, находящимися в толще кожи (эпидермисе) и вокруг волосяных фолликул, откуда синтезируемый пигмент проникает в волоски шерсти и распределяется по их длине.

Согласно современным представлениям, меланин бывает двух форм: эумеланин и феомеланин. Обе формы существуют в виде пигментных зерен (меланосом) разнообразной формы. Восприятие цвета зависит от преломления света, отражающегося от них.

Гранулы эумеланина имеют несколько вытянутую или сферическую форму. Эумеланин имеет 3 модификации: черный пигмент – собственно эумеланин, и коричневые пигменты – мутантные темная и более светлая формы.

Гранулам феомеланина свойственна желтая или оранжевая окраска. Они имеют шарообразную форму.

Генетика окрасов

Генетика окрасов

Все живые организмы состоят из клеток, а клетки имеют однотипное строение: клеточная оболочка, клеточное содержимое, ядро клетки. Главным является ядро, содержащее самых важных носителей информации наследственности и функций самой клетки – хромосом, которые становятся доступными для изучения в период деления клетки.

Хромосомы

Строение хромосом достаточно изучено для понимания механизма действия многих генов, название которых отличается от пользовательных обозначений, удобных только для понимания заводчиков. Нам важно понимать, как разные признаки окрасов передаются потомству. Это как с математикой: для покупок товаров для дома и семьи не надо знать логарифмов, достаточно арифметики.

Каждый вид животных имеет свой особый набор хромосом. Для кошачьих евразийского происхождения характерен набор из 19 пар хромосом. 18 пар имеют идентичные хромосомы, 19-я пара – особая, определяющая пол животного. Она парная только для женских особей и состоит из двух больших хромосом. Женская половая хромосома называется икс-хромосомой и обозначается латинской буквой X. Для мужских особей 19-я «пара» – не парная и состоит из особого набора: одной хромосомы Х и второй не парной хромосомы Y (игрек), определяющей только принадлежность к мужскому полу.

X-хромосомы присутствуют у обоих полов, в то время как присутствие Y-хромосомы встречается у млекопитающих только у представителей мужского пола, а у кошачьих – у котов. У кошек в хромосомном наборе должны быть две X-хромосомы, а принадлежность к женскому полу обозначается ХХ. У котов эта непарность является определяющей – XY. Соматическая клетка (клетка, не принимающая участия в половом размножении организма) обладает двойным набором хромосом, поэтому каждый ген представлен в двух экземплярах. Такие пары хромосом называются гомологичными (построенными по одному принципу). Хромосомные пары имеют именно это генное строение: не идентичное, что означает совершенно одинаковое, а гомологичное, т. е. построенное по одному структурному принципу.

Генетика окрасов

Половые клетки образуются в специальных органах мужского и женского организма. Все соматические клетки в организме имеют двойной набор хромосом, и лишь гаметы содержат одиночный набор. Соматические клетки не могут создать новой жизни.

Новую жизнь создают половые клетки: яйцеклетки и сперматозоиды. Каждая половая клетка несет только половинный набор хромосом. Объединяясь, они образуют новый организм с новой комбинацией признаков.

Генетический набор всех качеств и признаков располагается на хромосомах. Порядок расположения генов на хромосомах одинаков для животных одного вида. Место расположения одного и того же гена на хромосоме называется локус.

При зачатии от каждого родителя котенку достается только половина хромосомного набора. В каждой паре одна хромосома приходит от папы, одна – от мамы. Каждому участку папиной хромосомы будет соответствовать аналогичный участок маминой хромосомы. Также от мамы придет только одна половая X-хромосома. А от папы может быть передана или X-хромосома, или Y-хромосома. Только от папы зависит, котята какого пола появятся в потомстве.

Если от папы и мамы придут одинаковые X-хромосомы, возникнет гомозиготный организм по данному гену. Но ген в папином локусе может отличаться от маминого и тогда возникнет организм с разными генами в одном локусе–гетерозиготный.

Каждый отдельный наследуемый признак кодируется одним геном. Как уже было отмечено, каждый ген находится в локусе. В отдельном локусе хромосомы может находиться только один ген, даже если ген имеет несколько форм.

Ген – это единица наследования, располагающаяся в определенном месте на хромосоме. Часть генов определена по расположению на хромосоме (картирована) и изучена специальными генетическими методами, один из которых полимеразноая цепная реакция – ПЦР, которую можно провести в лабораториях ветеринарной генетики. В настоящее время заводчики широко пользуются ПЦР-тестированием для определения носительства не только генов окрасов, но и известных генов наследственных болезней и групп крови. Изучение генетического профиля кошек перед составлением планов селекции становится знаком времени. Некоторые результаты ПЦР уже сейчас могут вноситься в родословные.

К слову, в помощь заводчикам бренд PRO PLAN® разработал сервис «Генетический калькулятор окрасов». Зная данные о генотипе или фенотипе своих питомцев, заводчик сможет определить вероятность того или иного окраса их потомства с помощью данного сервиса.

Генетика окрасов

Аллельные ряды

При одинаковых генах в одном и том же локусе тип наследования называется гомозиготным, если в одном и том же локусе хромосом окажутся разные гены, появляется гетерозиготное состояние генов. Гены в одном локусе, отличающиеся друг от друга проявлением разных признаков, называются аллелями.

Встречаются локусы только с одной парой разных генов, например, определяющий насыщенность волосков шерсти пигментом локус D – Dense and dilution dd. Есть локусы с большим количеством аллелей, например, локус, определяющий независимость и зависимость от температуры тела, или локус С – Color. Его аллельная серия состоит из нескольких генов: ген бурмесского окраса – cb, ген сиамского или акромеланического окраса – cs, ген альбинизма ca и ген полного альбинизма c красными глазами – с.

Внутри такого аллельного ряда возникают сложные взаимоотношения, когда один ген полностью или частично подавляет действие другого, то есть действует доминантно. Подавляемый ген называется рецессивным. Обозначение доминантного гена пишется заглавной буквой, а обозначение рецессивного гена – строчной.

Если аллельный ряд содержит несколько мутаций, то каждый рецессивный ген может быть сильнее или слабее соседей по локусу, что может быть записано знаками > (больше) и (меньше). Как в аллельном ряду С > cb > cs > ca > c. Если в локусе только одна мутация, то аллельный ряд простой и короткий: D > d. Но иногда рецессивность двух аллелей проявляется не полностью, и тогда появляется сложный окрас cb cs, который свойственен тонкинским кошкам.

Подавление гена одного локуса геном из другого локуса называется эпистазом. С этим так же приходится встречаться довольно часто, например, при действии гена White на все другие окрасы или гена Orange на гены локуса B.

Заводчику следует знать взаимоотношения разных генов окрасов и их проявление, чтобы понимать, какие варианты окрасов могут появиться у котят от его кошек при том или ином подборе кота-производителя.

Для удобства пользования и понимания в фелинологии приняты буквенные обозначения известных генов. Каждому локусу присвоена своя буква, от начального слова, определяющего основной признак, зависящий от действия главного доминантного гена локуса. Знакомство с «алфавитом» генов для заводчика необходимо.

Красящие пигменты шерсти

Синтез красящих пигментов шерсти

Главный «краситель» кошачьей шерсти – меланин, вырабатывается в клетках меланоцитах эпидермиса и волосяных фолликул. Они формируются на ранних этапах развития зародыша и распространяются по всей поверхности тела, созревая по мере продвижения. Пигмент, который они начнут вырабатывать, добравшись до своего места, равномерно заполняет эпидермис и клетки волоска. Пигмент черного цвета, меланин, выделяется через клеточные выросты, которые под микроскопом выглядят как «лучики звезды» на рисунке. Выходные поры пигментных клеток почти одного диаметра и все гранулы пигмента примерно одной величины и плотности. Равномерно и плотно заполняя все части волоска по мере его роста, меланин окрашивает его от кончика до корня, который остается бесцветным. Частицы пигмента (глыбки) заполняют волосок без всяких пустот между собой.

Типы волосков

Шерсть животных состоит из отдельных волосков. Мы можем выделить среди них несколько главных типов по толщине и длине волосков:

  1. Вибриссы, или «усы» кошки, – самые толстые и длинные волоски, находящиеся на морде животного над глазами, на верхней губе, на щеках. Отдельные вибриссы обнаруживаются над подушечкой первого пальца на передних лапах и по среднебоковой линии тела, где их почти не различить от основной шерсти. Это осязательные органы, облегчающие кошке ориентацию в темноте и узких пространствах. Возможно, они сообщают мозгу дополнительные сигналы о влажности или сухости воздуха, поскольку эти волоски тонко чувствуют изменение влажности и атмосферного давления. В их основании находятся нервные сплетения, воспринимающие эти изменения.
  2. Покровная шерсть – соответственно названию покрывает верхнюю часть тела кошки, закрывая голову, спину и хвост. Прочные упругие блестящие волоски одинаковой длины по верхней линии спины, от холки до средней трети хвоста, у многих пород выглядят как плащ. В отличие от остальной шерсти, покровные волоски имеют отчетливо выраженную ость – внутреннюю часть волоска, четко дифференцированную и обеспечивающую жесткость и упругость. Шерсть на передней части головы и морды, шее, боках и животе более короткая, особенно на мордочке. Ость сохраняется только по верхней поверхности, исчезая в направлении к животу – в дорсовентральном направлении (dorsum – спина, ventriculus–живот).
  3. Подшерсток – тонкая шерсть, не имеющая ости. У большинства пород подшерсток значительно короче остевой шерсти. Его плотность подвержена сезонным колебаниям. Сезонная смена шерсти в основном заметна по подшерстку, который на жаркое время года становится коротким и скудным, а при похолодании снова отрастает, и шерсть становится плотной и пышной. У пород восточно-азиатского происхождения – сиамцев, ориенталов, бурмы и др. – подшерсток практически отсутствует. Породы, происходящие из стран с холодным климатом, имеют подшерсток плотный и длинный, не исчезающий полностью даже в жаркое время года. Для некоторых пород путем отбора закрепили плотный «всесезонный» подшерсток с волосками почти одной длины с остевой шерстью, из-за чего мех выглядит однородным как плюш. Такая шерсть свойственна британским кошкам и русским голубым. У персидских кошек путем длительной селекции и остевая шерсть, и переразвитый тонкий подшерсток стали чрезвычайно длинными и пышными.

Строение волоска

Каждый волосок имеет сложное строение, зависящее от его функции и места нахождения.

Корень волоска находится в волосяном фолликуле в эпидермисе, вся длина волоска приходится на его «тело», которое имеет незначительное истончение – шейку. Это самое слабое место волоска недалеко от корня, в этом месте волосок легко обламывается при выщипывании и вычесывании. Заканчивается волосок легким копьевидным навершием, постепенно истончающимся кончиком (англ. tip). Перед кончиком волосок несколько утолщается – образуется так называемая грана. Плотное заполнение граны пигментом называется типпингом (англ. tipping). Волосок растет неравномерно, поэтому и заполнение пигментом его частей различается плотностью и оттенком. Особенно это заметно в детском возрасте, когда регуляторные механизмы, обеспечивающие рост волоска и заполнение его пигментом, еще не полностью сформировались. От рождения до взрослого возраста окрас проходит развитие, которое заводчики называют «детским перецветом».

Строение волоска

Все роговые клетки волоска могут быть заполнены красящим белковым веществом – пигментом. Клетки волосков, свободные от пигмента, бесцветны и воспринимаются как белые.

Продолжение читайте во второй части статьи.

Список литературы:

  1. Robinson, Roy / Genetics for cat breeders, 2nd Edition.
  2. Миронова Ольга Сергеевна / «Академия Кошачьих Наук». АО «Славия», Санкт-Петербург, 2002.
  3. Миронова Ольга Сергеевна / «Аборигенные Кошки России: от чердаков и задворков до мирового признания». ИД «Тускарора» совместно с OOO «Биосфера», 2003, Санкт-Петербург.
  4. Инна Шустрова / «Генетика Кошек». ИД «ИНФО-Пресс».
  5. Инна Шустрова / «Племенное Разведение Кошек». ИД «ИНФО-Пресс».
  6. Fowler, Kerry J. / Meow A Genetic Concert for Cats. Second edition, 2021. First edition, 2017; reprinted: 2017, 2018, 2019, 2020 (revision). Melbourne, Australia.
  7. Fowler, Kerry J. / Meow What cats teach Judges about judging. First edition, 2021. Melbourne, Australia.