Jak rozpoznać płeć kota po kolorze sierści? Czyli o tym jak koty uczą nas genetyki
Jak rozpoznać płeć kota po kolorze sierści? Czyli jak koty mogą nauczyć nas podstaw genetyki.

Koty to jedne z najpopularniejszych zwierząt domowych - kochamy je, karmimy i traktujemy jak pełnoprawnych członków rodziny. Dzisiejsze koty domowe pochodzą najprawdopodobniej od kota nubijskiego (choć w Europie krzyżował się też ze żbikiem),  udomowionego między 4000 a 11 000 lat temu. Przez te tysiące lat wspólnego życia, ludzie wykreowali wiele ras kotów o przeróżnych umaszczeniach i z różną długością włosa.

Niewiele osób jednak wie, że koty kryją małą tajemnicę - płeć kotów (a właściwie kotek) można rozpoznać po ich umaszczeniu. Chodzi tu o samiczki tzw. “tricolor” i samiczki o umaszczeniu szylkretowym. Dzięki temu umaszczeniu, można na własne oczy zobaczyć jak działa genetyka i epigenetyka. Jednak zanim dojdziemy do szczegółów kociej genetycznej ekstrawagancji, zacznijmy od początku i przypomnijmy sobie odrobinę zasad genetyki.

Jak zapewne pamiętacie z lekcji biologii, w naszych komórkach znajduje się DNA. To właśnie tam zapisane są informacje o tym jak wyglądamy, jaki mamy kolor oczu czy włosów. Informacja ta zapisana i zakodowana jest w długim DNA, które mocno zwinięte tworzy chromosomy.

Chromosomy dzielimy na autosomalne, czyli takie, w których zapisane są cechy niezwiązane z płcią oraz chromosomy płciowe, w których zapisane są cechy związane z płcią. Człowiek ma 22 pary chromosomów autosomalnych plus dwa chromosomy płci (razem 46 chromosomów). Kot ma 18 par autosomów i dwa chromosomy płciowe (razem 38 chromosomów). U ssaków są dwa chromosomy płciowe: X i Y. W chromosomach, w zwiniętym DNA znajdują się geny - w uproszczeniu, są to kawałeczki DNA o różnej długości, które warunkują i różne cechy organizmu. Wszystkie geny to genom, czyli kompletna informacja genetyczna o organizmie. 

Każdy z nas, ludzi, ma ten sam zestaw genów, jak to zatem możliwe, że tak się różnimy? Jest to sprawka m.in. tego, że gen, kodujący informacje o danej cesze, może mieć różne wersje (dwie lub więcej), są to tzw allele. Allele dają nam cały wachlarz unikalnych cech każdego człowieka. Kota oczywiście też. Geny działają też trochę jak włączniki światła. Niektóre geny w naszym organizmie są “włączone” i ulegają ekspresji, czyli „odkodowaniu” informacji w nich się znajdującej.

Oznacza to, że informacja zawarta w genie zostaje przez nasz organizm odczytana, odkodowana i zmieniona w wielu procesach biochemicznych na konkretny produkt, taki jak np. jakieś ważne dla naszego organizmu białko. Niektóre geny są “wyłączone” i nie ulegają ekspresji (lub ulegają, ale niewielkiej). Ekspresja genów to skomplikowany, wieloetapowy proces. Bardzo wiele czynników wpływa na to, jak dana komórka naszego ciała „decyduje”, które geny włączyć, a które nie. Różne komórki w jednym ciele, pomimo, że mają przecież taki sam zestaw genów, mogą mieć „włączone” inne geny i tworzyć inny, funkcjonalny narząd taki jak serce, wątroba czy płuca.

Po tym genetycznym wstępie możemy wrócić do kotów. Tak naprawdę barwa sierści kota, choć wydaje się mieć wiele różnych kolorów i ich odcieni,  zależy od dwóch barwników: eumelaniny - barwnika ciemnego (od brązu do czerni) oraz feomelaniny, koloru żółto - czerwonego, czy rudego. Za ostateczny kolor sierści kota odpowiadają te dwa barwniki, jednak ich rozmieszczenie na sierści oraz ilość barwnika we włosie jest zależna od bardzo wielu genów - stąd bogactwo różnych umaszczeń naszych Mruczków. O ile gen odpowiedzialny za barwę ciemną kociego futerka znajduje się na zwykłym chromosomie autosomalnym, tak u kotów gen odpowiedzialny za barwę rudą jakimś niesamowitym ewolucyjnym trafem znalazł się na chromosomie płciowym X. W związku z czym barwa ruda kota jest... sprzężona z płcią!

Jak koty mogą nas zatem nauczyć genetyki?

Samiczki mają dwa chromosomy płciowe X (czyli XX) a samce mają jeden chromosom płciowy X i jeden chromosom płciowy Y (XY). O ile chromosom Y jest malutki i zawiera stosunkowo niewiele genów, tak „poziom” genów z dwóch chromosomów X u kotek, natura musiała sobie jakoś „zrównoważyć” i dorównać z samcami. W związku z tym u samic dochodzi do niesamowitego procesu zwanego inaktywacją czy wyciszaniem chromosomu X. Znaczy to, że jeden z dwóch chromosomów X w komórkach kotek jest bardzo mocno zagęszczony, skondensowany i „zgnieciony w kulkę” zwaną ciałkiem Barra.

Tak zagęszczony chromosom X jest nieaktywny, czyli większość genów w nim się znajdujących jest „wyłączona” i nie ulega ekspresji. Jest to zjawisko epigenetyczne, czyli wpływające na samą ekspresję genu, niezależne od tego, jak wygląda nasz kod genetyczny. Co ciekawe takie wyłączanie chromosomu X u ssaków, w tym u kotów, zachodzi w komórkach podczas rozwoju zarodkowego losowo, czyli niektóre komórki będą miały wyłączony chromosom X od matki a inne będą miały wyłączony drugi chromosom X, odziedziczony od ojca.

Gen odpowiedzialny za barwę rudą jest umiejscowiony na chromosomie X. Ma on dwie wersje (wspomniane wyżej allele) - oznaczmy je sobie jako wersja XO, która oznacza chromosom X z wersją genu mówiącą komórkom kocim „TAK! niech włosy będą rude!” oraz wersje Xo oznaczającą to, że komórki nie produkują barwnika rudego.

Teraz wyobraźmy sobie jak wyglądać mogą koty i jakie moga miec zestawy chromosomów płciowych: XOXO - całkiem ruda samiczka (Rys.1), gdyż wszystkie jej komórki produkujące barwnik mówią „produkujemy rudy!”; XoXo - samiczka, która może być np. czarna, bo ma obie wersje genu nie powodujące rudego umaszczenia i ujawni się kolor ciemny; XOY - całkiem rudy samczyk (Rys.1); XoY - samczyk, który nie jest rudy i może być np. czarny; została nam na koniec najciekawsza samiczka - XOXo.

Jak wspomniałam, u samic zupełnie losowo wyłącza się raz jeden chromosom X a raz drugi. Kiedy samiczka od rodziców dziedziczy jedną wersję genu XO, który będzie powodował rudą barwę, a druga wersje Xo, która sprawia, że barwnika rudego nie ma i ujawni się barwa czarna, dostaniemy kotkę… szylkretową (Rys.1)!

Charakterystyczne szylkretowe ubarwienie, czyli losowo ułożone plamki rudości i czerni na kocie, z niemal całą pewnością pozwolą nam stwierdzić, że taki kot to samiczka. 

Natura lubi jednak płatać figle i tutaj od reguły są też wyjątki. Istnieją samce kotów szylkretowych, jednak są one niezwykle rzadkie i często wykazują nieprawidłowości w obrębie chromosomów. Przykładowo, podobnie jak u ludzi z zespołem Klinefeltera, zdarza się, że samce kota mają dwa chromosomy X i jeden Y (XXY). Wtedy, podobnie jak u samic, jeden z chromosomów X zostaje wyłączony, i jeśli samiec był szczęśliwym posiadaczem wersji genu rudości  XOXoY, będzie szylkretowy. Taka wada genetyczna powoduje jednak bezpłodność samców. Szacuje się, że tylko 0.003% kotów szylkretowych (czy tricolor), to samce, zatem z bardzo dużą pewnością, dzięki takiemu ubarwieniu można rozpoznać, że rudo-czarny kot jest płci żeńskiej!

Rysunek 1. Samiec kota o zestawie alleli “rudości” XOY lub samica XOXO (kot po lewej stronie) i samiczka szylkretowa o zestawie alleli XOXo (kot po prawej stronie.

Jednak to nie wszystko! Jak pisałam we wstępie, rozmieszczenie barwników na sierści kotów oraz ilość barwnika w jego włosie jest zależna od bardzo wielu innych genów. Stąd w naszych domach widzimy koty nie tylko jednolicie rude, czarne i rudo-czarne, ale też koty z dodatkiem białego, koty o jasnym futerku, czy koty pręgowane. Białe łaty u kotów związane są najprawdopodobniej z genem zwanym KIT, nazwijmy go w uproszczeniu genem “białości” (ang. “White”).

Gen ten sprawia, że u kota brakuje melanocytów, czyli komórek produkujących barwniki w skórze i determinuje po prostu brak produkcji jakiegokolwiek z barwników w sierści. Podobnie jak gen „czarności” znajduje się na zwykłym chromosomie autosomalnym. Gen ten też ma kilka wersji i może sprawiać, że kot jest całkiem biały, będzie miał białe łaty w dużej (Rys 2), czy małej ilości, czy - w swojej wersji, która prawdopodobnie występowała naturalnie u dzikich przodków kota - w ogóle nie ma białych lat.

Na zdjęciu (Rys. 2) można zauważyć samiczkę tricolor - kotka ma allele genu “białości”, które determinują białe łaty na jej rudo-czarnym futerku. Podobnie jak opisana powyżej kotka szylkretowa, ma ona na swoich chromosomach X dwie wersje genu rudości - XOXo. Koty które są całkiem białe, często mają predyspozycje do utraty słuchu (jednak należy pamiętać, że nie wszystkie białe koty są głuche).  Już w 1868 roku Charles Darwin zauważył w swojej książce “The Variation of Animals and Plants under Domestication”, że „białe koty, jeśli dodatkowo mają niebieskie oczy, prawie zawsze są głuche”.

Ta obserwacja została potwierdzona w wielu późniejszych badaniach. Głuchota stwierdzona u białych kotów może być obustronna lub rzadziej jednostronna, często po tej samej stronie na której znajduje się oko niebieskie kota, jeśli koty mają różne kolory oczu. Jest to związane z tym, że gen “białości” powoduje zwyrodnienie ślimaka w uchu i utratę znajdujących się w nim komórek zmysłowych, co powoduje głuchotę.

 

Rys 2. Samiczka trikolor i kotka/kot czarno-biały.

Warto tu wspomnieć jeszcze o genach warunkujących kocie pręgowanie. Geny te nie determinują tego czy w danej komórce produkowany jest barwnik czy nie - wpływają na rozmieszczenie barwników eumelaniny lub feomelaniny. Mówią one o tym, jak na ciele kota rozmieszczone są pręgi oraz czy są bardzo widoczne lub czy niemal ich nie widać. Wpływają także na to, jak wybarwiony jest włos kota - jednolicie czy też na swojej długości włos jest ubarwiony nieregularnie. 

 

Rysunek 3. Kotka/kot pręgowany - bury.

Genów (i ich alleli) odpowiedzialnych za pręgowanie kotów jest wiele – choć wyróżnia się głównie trzy geny. Każdy z alleli tych genów może wzajemnie na siebie wpływać i w efekcie stworzyć wyjątkowy i niepowtarzalny niczym odcisk palca wzór na futerku kota. Zatem kocie futro może mieć wiele różnych pręgowanych wzorów o różnym rozmiarze i kształcie, lub mieć niemal niewidoczne pręgi na futerku. Może być klasycznie pręgowane (Rys. 3) na przykład jak typowy znany nam bury kot (mówi się, że takie futro występowało u dzikich kocich przodków) czy też ciemniejsza sierść może przybierać postać wirów i kręgów.

Koty mogą też mieć mniejsze cętki lub pręgi widoczne tylko na łapkach. Warto tu zwrócić uwagę na to, że bure koty, które mają piękne pręgi na ciele, to nie koty szylkretowe czy tricolor (Rys. 4), choć mogłobny się tak wydawać, gdyż na ich futrze są przecież różne odcienie. Za kolor kota burego odpowiada jeden barwnik (eumelanina), rozjaśnianiony w niektórych miejscach dzięki odpowiedniemu zestawowi genów warunkujących regularne pręgowanie na futrze. Jest to inny przypadek niż ten, który występuje u kotów szylkretowych, gdzie losowo rozmieszczone rudo-czarne  łatki powstają, gdy komórki produkują dwa barwniki.

Jak widzicie mieszanka tych wszystkich genów (i wielu, wielu innych) tworzy niepowtarzalnie piękne umaszczenie kota. Co ciekawe nie poznano jeszcze wielu genów odpowiedzialnych za pręgowanie kota, oraz nie do końca wiadomo jeszcze jak wygląda genetyka cętkowanego kociego futerka.

Rysunek 4. Kotka pręgowana trikolorka i kot/kotka pręgowany (bury) z białymi łatami na futerku.

Przy okazji omawiania ubarwienia kocich futerek, warto wspomnieć o pewnym ciekawym wydarzeniu. W 2001 roku sklonowano pierwsze  zwierzę domowe - kotkę o imieniu Rainbow. Rainbow była dawczynią materiału genetycznego dla swojego klona, urodzonej w 2001 roku kotki nazwanej Copy Cat albo Carbon Copy (w skrócie CC). Piszę o tym dlatego, że Rainbow była kotką tricolor. Jej klon, CC, mimo posiadania takiego samego zestawu chromosomów i znajdujących się w nich genów, miała inny wzór na sierści!

Stało się tak gdyż, jak już wyżej zdążyliśmy sobie wyjaśnić, kolor sierści kotek tricolor zależy nie tylko od samych genów, ale też od epigenetyki - chromosomy X u tych kotek były “włączone” i “wyłączone” w innych komórkach i miejscach na ciele, tworząc genetycznego klona o nieco innym wyglądzie futra. Chociaż CC była klonem Rainbow, dorastała jako jedyna w swoim rodzaju kotka, z własnym, wyjątkowym wyglądem i z inną osobowością. Kotka CC szczęśliwie przeżyła 18 lat, wydając na świat kilka kociąt i odeszła w 2020 roku.

Genów warunkujących kocie umaszczenie jest bardzo wiele, sporo z nich jeszcze nie jest poznane. Wpływają one na siebie wzajemnie tworząc unikatowe umaszczenie kotów. Dodatkowo, “włączanie” i “wyłączanie” genów jeszcze bardziej komplikuje nam sprawę kociego umaszczenia. I choć tylko nieznacznie poruszyliśmy temat genetyki kociego umaszczenia, mam nadzieję, że temat Was zaciekawił i już nigdy nie spojrzycie tak samo na koty… zwłaszcza szylkretowe!

            

Literatura:

  1. Kaelin, C.B., Barsh, G.S.   Genetics of Pigmentation in Dogs and Cats. Annu. Rev. Anim. Biosci, 1 (2013). 10.1146/annurev-animal-031412-103659
  2. Shin, T., Kraemer, D., Pryor, J. et al. A cat cloned by nuclear transplantation. Nature 415, 859 (2002).
  3. Kral A, Lomber SG. Deaf white cats. Curr Biol. 2015 May 4;25(9):R351-3. doi: 10.1016/j.cub.2015.02.040.
  4. https://letstalkscience.ca/educational-resources/stem-in-context/science-behind-calico-cats-colours
  5. https://pl.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics/sex-linkage-non-nuclear-chromosomal-mutations/a/x-inactivation
  6. https://en.wikipedia.org/wiki/Cat_coat_genetics
    Obrazy kotów pochodzą z pixabay.com
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl