การศึกษาพฤติกรรมสุนัข

Elaine Ostrander ผู้เขียนอาวุโสผู้ก่อตั้งโครงการจีโนมสุนัขแห่งสถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติกล่าวว่า "การทดลองทางพันธุกรรมที่ใหญ่ที่สุดและประสบความสำเร็จมากที่สุดที่มนุษย์เคยทำมาคือการสร้างสายพันธุ์สุนัข 350 สายพันธุ์" “เราต้องการสุนัขเพื่อต้อนฝูงสัตว์ เราต้องการพวกมันเพื่อป้องกัน เราต้องการพวกมันเพื่อช่วยเราล่าสัตว์ และความอยู่รอดของเราขึ้นอยู่กับสิ่งนี้อย่างใกล้ชิด” Emily Dutrow ผู้เขียนคนแรก นักวิจัยหลังปริญญาเอกจาก National Human Genome Research Institute กล่าวว่า "การระบุยีนที่อยู่เบื้องหลังพฤติกรรมของสุนัขเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก" "ความซับซ้อนตามธรรมชาติของพลวัตของประชากรสุนัขมีระดับของแรงกดดันในการเลือกที่แตกต่างกันสำหรับลักษณะทางสุนทรียศาสตร์และสัณฐานวิทยา ซึ่งบางลักษณะอาจเชื่อมโยงกับลักษณะพฤติกรรม ดังนั้นการระบุลักษณะทางพันธุกรรมของพฤติกรรมสุนัขจึงมีความซับซ้อน" ชมรมสุนัขมักจัดประเภทสายพันธุ์สุนัขตามงานที่เหมาะสมที่สุด ในการหาตัวขับเคลื่อนทางพันธุกรรมของแนวโน้มพฤติกรรมที่ทำให้สุนัขเก่งในงานเฉพาะด้าน นักวิจัยได้รวบรวมข้อมูลจีโนมทั้งหมดจากสุนัขพันธุ์แท้ พันธุ์ผสม และกึ่งดุร้ายกว่า 4,000 ตัว รวมถึงสุนัขป่า ด้วยการใช้เครื่องมือคำนวณที่พัฒนาขึ้นเพื่อศึกษาเซลล์เดียวมากกว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมด Dutrow และทีมสามารถระบุสายพันธุกรรมหลัก 10 สายจากสุนัขหลายร้อยสายพันธุ์โดยอาศัยข้อมูล DNA เท่านั้น นักวิจัยพบว่าแต่ละสายเลือดสอดคล้องกับประเภทของสายพันธุ์เฉพาะในอดีตที่ใช้สำหรับงานต่างๆ เช่น การล่าสัตว์โดยใช้กลิ่นกับการมองเห็น หรือการต้อนเทียบกับการปกป้องปศุสัตว์ ซึ่งบ่งชี้ว่าชุดของยีนทั่วไปมีส่วนรับผิดชอบต่อพฤติกรรมของสายพันธุ์สุนัขที่เหมาะกับงานที่คล้ายกัน เพื่อทำความเข้าใจธรรมชาติของพฤติกรรมเหล่านี้ นักวิจัยจึงหันไปหาผู้เชี่ยวชาญด้าน สุนัข แต่ละคน ซึ่งได้แก่ เจ้าของสัตว์เลี้ยง จากการสำรวจประเมินพฤติกรรม 46,000 รายการที่ส่งไปยังเจ้าของสุนัขพันธุ์แท้ นักวิจัยระบุชุดของแนวโน้มพฤติกรรมที่ไม่เหมือนใครใน 10 สายพันธุ์ของสุนัข ตัวอย่างเช่น พฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับการขับเหยื่อที่เพิ่มขึ้นนั้นสัมพันธ์กับสายเลือดของเทอร์เรีย ซึ่งมีสายพันธุ์ที่ใช้ในการจับและฆ่าเหยื่อในอดีต Dutrow กล่าวว่า "หลังจากสร้างแนวโน้มพฤติกรรมที่มีนัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับสายเลือดสุนัขที่สำคัญแล้ว เราจึงระบุตัวขับเคลื่อนทางพันธุกรรมของพฤติกรรมเหล่านี้โดยทำการศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนมในตัวอย่างดีเอ็นเอ" Dutrow กล่าว "เราสนใจสุนัขต้อนปศุสัตว์เป็นพิเศษ ซึ่งแสดงหนึ่งในพฤติกรรมตามสายพันธุ์ที่กำหนดได้ง่ายที่สุด โดยมีลักษณะเด่นคือการขับเคลื่อนฝูงตามสัญชาตญาณประกอบกับรูปแบบการเคลื่อนไหวที่ไม่เหมือนใครซึ่งเคลื่อนฝูงด้วยวิธีที่ซับซ้อน" การค้นหาของนักวิจัยนำไปสู่ยีนเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการเดินสายสมองของสุนัขต้อนแกะ พวกเขาพบว่าตัวแปรที่อยู่ใกล้กับยีนที่เกี่ยวข้องกับการนำแอกซอน ซึ่งเป็นกระบวนการที่กำหนดวงจรสมอง พวกเขายังเห็นการเพิ่มคุณค่าให้กับยีนที่สำคัญต่อการพัฒนาสมองส่วนที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ทางสังคมและเรียนรู้การตอบสนองต่อความกลัว "เมื่อคุณได้รับข้อมูลหรือสิ่งเร้าบางอย่าง ระดับที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยาในส่วนต่างๆ ของสมองจะกำหนดพฤติกรรมของเรา" Ostrander กล่าว "ดังนั้น หากเส้นประสาทภายในและระหว่างบริเวณสมองไม่สื่อสารในลักษณะเฉพาะ พฤติกรรมก็จะไม่เกิดขึ้น และนี่คือที่มาของยีนนำทางแอกซอน" ความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับสุนัขต้อนแกะมักอยู่ใกล้ยีนที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณเอฟริน ซึ่งเป็นกระบวนการชี้นำแอกซอนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาสมอง และเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมในสายพันธุ์อื่นๆ รวมถึงมนุษย์ ตัวอย่างเช่น ยีน EPHA5ที่เกี่ยวข้องกับแกะและสุนัขยังเกี่ยวข้องกับโรคสมาธิสั้นของมนุษย์ (ADHD) และพฤติกรรมที่คล้ายความวิตกกังวลในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ การค้นพบนี้สามารถช่วยให้เราเข้าใจความต้องการพลังงานสูงของสุนัขเลี้ยงแกะและสมาธิสั้นเมื่อได้รับมอบหมายงาน Dutrow กล่าวว่า "แนวทางเดียวกันที่เกี่ยวข้องกับความหลากหลายทางระบบประสาทของมนุษย์นั้นเกี่ยวข้องกับความแตกต่างทางพฤติกรรมระหว่างสายเลือดของสุนัข ซึ่งบ่งชี้ว่าชุดเครื่องมือทางพันธุกรรมเดียวกันนี้อาจนำไปใช้ในมนุษย์และสุนัขได้เหมือนกัน" Dutrow กล่าว "วิธีการของ Emily ช่วยให้เธอสามารถบันทึกประวัติต่างๆ ของการเพาะพันธุ์สุนัขทั่วโลกได้ด้วยวิธีเดียว การทดลองครั้งเดียว และไม่ต้องตั้งสมมติฐานล่วงหน้า" Ostrander กล่าว "หลังจาก 30 ปีของการพยายามทำความเข้าใจเกี่ยวกับพันธุกรรมว่าทำไมสุนัขต้อนฝูงสัตว์ ในที่สุดเราก็เริ่มไขปริศนานี้ได้"