ระหว่าง 17,000 ถึง 24,000 ปีที่แล้ว มนุษย์เลี้ยงสุนัขผู้ซื่อสัตย์ วันที่แน่นอนของการเปลี่ยนจากหมาป่าเป็นสุนัขยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ แต่ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสุนัขเป็นสัตว์กลุ่มแรกที่ถูกควบคุมโดยการผสมพันธุ์แบบคัดเลือก การทำนายสีขนในสุนัขเป็นสิ่งที่ท้าทายเนื่องจากอิทธิพลของปัจจัยต่างๆ มากมาย แต่นักวิทยาศาสตร์และผู้เพาะพันธุ์มีความเข้าใจในกระบวนการนี้ดีขึ้นด้วยการค้นพบต่างๆ เช่น การมีตำแหน่งที่ 8 ที่กำหนดสีขน
พื้นฐานของพันธุศาสตร์
หลังจากทำการทดลองทางพันธุกรรมกับต้นถั่ว Gregor Mendel ได้ก่อตั้งศาสตร์แห่งพันธุศาสตร์ เขาพิสูจน์ว่าพ่อและแม่ต่างมีส่วนในยีนของลูกหลาน สุนัขมี 78 โครโมโซม; 39 มาจากพ่อ 39 มาจากแม่ ยีนหนึ่งคู่กำหนดเพศของสัตว์ และยีนที่เหลือส่งผลต่อทุกอย่างที่ทำให้สุนัขมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว
โครโมโซมมียีนหลายพันตัวที่มีลักษณะที่เข้ารหัสด้วย DNA และแต่ละยีนมีคู่อัลลีล หนึ่งอัลลีลมาจากพ่อและอีกอัลลีลมาจากแม่ แต่ละอัลลีลมีโอกาส 50% ที่จะถูกถ่ายทอดไปยังลูกสุนัข อัลลีลสามารถเป็นอัลลีลเด่นหรือด้อยก็ได้ และอัลลีลเด่นจะกำหนดลักษณะของสุนัข
ยูเมลานิน (สีดำ) และฟีโอเมลานิน (สีแดง)
แม้ว่าจะไม่มีสีรุ้งทุกสี แต่สีขนของสุนัขสามารถมีได้หลากหลายเฉดสี อย่างไรก็ตาม สีจะถูกกำหนดโดยเม็ดสีเมลานินเพียงสองสีเท่านั้น ยูเมลานินเป็นเม็ดสีดำ และฟีโอเมลานินเป็นเม็ดสีแดงสุนัขแสดงสีขนจำนวนมากด้วยเม็ดสีหลักสองสีได้อย่างไร เม็ดสีแต่ละสีมีสีเริ่มต้นที่เปลี่ยนไปตามยีนที่แตกต่างกัน สีดำเป็นเม็ดสีเริ่มต้นของยูเมลานิน แต่ยีนสามารถปรับเปลี่ยนสีเพื่อสร้างสีน้ำเงิน (สีเทา) Isabella (สีน้ำตาลซีด) และตับ (สีน้ำตาล)
ฟีโอเมลานินเป็นเม็ดสีแดงที่มีสีเหลืองหรือทองเป็นสีเริ่มต้น ฟีโอเมลานินมีหน้าที่สร้างสีแดงซึ่งผลิตสีแดงเข้ม ครีม ส้ม เหลือง ทอง หรือสีแทน ยีนต่างๆ ควบคุมอิทธิพลของฟีโอเมลานิน บางคนทำให้มันอ่อนแอลงและบางคนทำให้มันแข็งแกร่งขึ้น ฟีโอเมลานินมีผลกับสีขนเท่านั้น แต่ยูเมลานินมีผลกับสีจมูกและตา
8 Loci ที่กำหนดสีขน
สีขนที่หลากหลายของสุนัขเป็นผลมาจากฟีโอเมลานินและยูเมลานินที่ถูกควบคุมโดยยีนที่แตกต่างกัน สุนัขมีดีเอ็นเอประมาณ 3 พันล้านคู่ แต่มียีนเพียง 8 ยีนของสุนัขเท่านั้นที่มีส่วนทำให้เกิดสีขน คู่อัลลีลในยีนจะอยู่ที่ตำแหน่งที่เรียกว่าตำแหน่งบนโครโมโซม และตำแหน่งทั้งแปดนี้ส่งผลต่อสีของขนสุนัข
โลคัส (aguti)
โปรตีนจากหนูมีผลต่อรูปแบบขนของสุนัข มีหน้าที่ปล่อยเมลานินเข้าสู่เส้นผมและสลับระหว่างฟีโอเมลานินและยูเมลานิน ยีนควบคุมอัลลีลทั้งสี่: Fawn/sable (ay), Wild sable (aw), black and tan (t) และสีดำแบบถอย (ก).
E Locus (ส่วนขยาย)
ส่วนขยายของโลคัสสร้างเสื้อคลุมสีเหลืองหรือสีแดง และยังมีหน้าที่ในการพอกหน้าสีดำของสุนัขอีกด้วย อัลลีลทั้งสี่ในโลคัสคือ melanistic mask (Em), grizzle (Eg), black (E) และ red (e)
K Locus (สีดำเด่น)
โลคัส K เป็นตัวกำหนดสีดำ ลาย และสีน้ำตาลกวาง มันถูกค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ แต่ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ระบุว่ามีส่วนสนับสนุนของ A locus (agouti)
M Locus (เมิร์ล)
เมิร์ลโลคัสสามารถสร้างแผ่นสีทึบและสีเจือจางที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอ เมิร์ลเจือจางเม็ดสียูเมลานินแต่ไม่ส่งผลต่อฟีโอเมลานิน สุนัขโตที่มีเม็ดสีเหลืองหรือแดงไม่ใช่เมิร์ลแต่สามารถมีลูกเมิร์ลได้
B Locus (สีน้ำตาล)
โลคัสนี้มีอัลลีลสีน้ำตาลสองตัว B เป็นสีน้ำตาลเด่น และ b เป็นสีน้ำตาลถอย โลคัสสีน้ำตาลรับผิดชอบสีช็อกโกแลต สีน้ำตาล และสีตับ เพื่อให้เม็ดสีดำเจือจางเป็นสีน้ำตาล ต้องมีอัลลีลถอย (bb) สองตัว B locus ยังสามารถเปลี่ยนสีแผ่นรองฝ่าเท้าและจมูกของสุนัขให้เป็นสีน้ำตาลสำหรับสุนัขในกลุ่มเม็ดสีเหลืองหรือแดง
ดีโลคัส (dilute)
เนื่องจากการกลายพันธุ์ ไซต์นี้จะเจือจางสีขน ทำให้ขนสีอ่อนลงจากสีน้ำตาลหรือสีดำเป็นสีน้ำเงิน สีเทา หรือสีน้ำตาลอ่อน การเจือจางประกอบด้วยสองอัลลีล: D คือสีเต็มที่โดดเด่น และ d คือการเจือจางแบบถอย ลูกสุนัขต้องมีอัลลีลถอย (dd) สองตัวเพื่อเปลี่ยนเม็ดสีดำเป็นสีน้ำเงินหรือสีเทา และเม็ดสีแดงเป็นสีครีม
H Locus (ตัวตลก)
โลคัส H มีหน้าที่ดูแลเขี้ยวสีขาวที่มีจุดดำ และทำงานร่วมกับโลคัสของแมร์ลเพื่อผสมสีและรอยต่างๆ เข้าด้วยกันนอกจากนี้ยังมีอิทธิพลต่อเม็ดสีฟีโอเมลานิน ซึ่งหมายความว่าสุนัขเซเบิลที่มียีนสีสรรค์สามารถกลายเป็นสีขาวโดยมีสีดำและสีแทนเป็นหย่อมๆ
S Locus (จำ)
แม้ว่าจะยังไม่ได้รับการพิสูจน์ว่ามีอัลลีลที่สามในจุดที่พบ แต่อัลลีลสองตัวมีหน้าที่สร้างจุดสีขาวบนสีขน อัลลีล S สร้างสีขาวเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย และ sp allele สร้างรูปแบบวงกลม ยีน S ยับยั้งไม่ให้เซลล์ผลิตเม็ดสีผิวและทำให้เกิดจุดสีขาวที่ขน
ตัวอย่าง Punnett Square
ก่อนที่ผู้เพาะพันธุ์จะได้รับแจ้งถึงผลกระทบของตำแหน่งแปดตำแหน่งต่อสีขน พวกเขาอาศัยเพียงรูปลักษณ์ภายนอกของพ่อแม่พันธุ์ในการกำหนดสีขนของลูก การอธิบายบทบาทของไซต์ยีนบนสีขนช่วยให้คุณเข้าใจความซับซ้อนของการเดาสีของสุนัข แต่การใช้สี่เหลี่ยมจัตุรัส Punnett ช่วยให้คุณเห็นภาพผลของการผสมพันธุ์สุนัขที่มีภูมิหลังทางพันธุกรรมต่างกันเพื่อให้ตัวอย่างง่าย เราสามารถมุ่งเน้นไปที่ตำแหน่ง B และวิธีกำหนดสีดำหรือสีน้ำตาล
ผสมพันธุ์หมาดำสองตัว
ผู้เพาะพันธุ์ที่ผสมพันธุ์สุนัขโตเต็มวัยสีดำสองตัวอาจมีความสุขเมื่อลูกหลานมีสีดำทั้งหมด แต่เมื่อพยายามอีกครั้งกับสุนัขสีดำอีกสองตัว พวกเขาสังเกตเห็นว่าลูกสุนัขตัวหนึ่งมีสีน้ำตาล เพื่อให้ลูกสุนัขมีสีดำ พวกมันต้องมีBBหรือBbอัลลีล ลูกสุนัขสีน้ำตาลตัวเดียวต้องมียีนbbยีนจึงจะเป็นสีน้ำตาล แต่อัลลีลผสมกันแบบใดจึงจะให้ผลลัพธ์เช่นนี้ได้ ในการไขปริศนานี้ เราจะเดาและสันนิษฐานว่าทั้งพ่อและแม่มียีนด้อยสำหรับสีน้ำตาล (b) แต่ยีนเด่นของพวกมันมีสีดำ (B). ซึ่งหมายความว่าพาเรนต์แต่ละตัวจะแทนด้วยBbและBb การวาดสี่เหลี่ยม Punnett ขนาด 3 x 3 จะแสดงผล
เว้นมุมซ้ายบนว่างไว้และใส่ตัวอักษรยีนของพ่อที่ด้านบนและยีนของแม่ลงไปที่คอลัมน์ซ้าย
| B | b | |
| B | ||
| b |
หลังจากผสมพันธุ์แล้วลูกจะมีลักษณะดังนี้:
| B | b | |
| B | BB | Bb |
| b | Bb | bb |
ลูกสุนัขbbมีสีน้ำตาลเพราะใช้อัลลีลด้อยของพ่อแม่ Bb ทั้งคู่สำหรับขนสีน้ำตาลสิ่งนี้แสดงให้เห็นพื้นฐานของการผสมพันธุ์พ่อแม่ต่างสายพันธุ์ (Bb) แต่รวมถึงความเป็นไปได้ในการผลิตลูกสุนัขสีเหลือง เช่น พิทบูลสีเหลืองหรือสีแทน การเพิ่มโลคัสEเข้าไปในส่วนผสม เราสามารถแสดงให้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณผสมพิทบูลสีดำกับพิทบูลสีเหลืองจมูกสีน้ำตาล หากลูกสุนัขที่มีbbเป็นสีน้ำตาลและee เป็นสีเหลือง คุณสามารถแสดงสีที่เป็นไปได้ดังนี้:
- BBEE: สีดำ
- BBEe: ดำ (คาดเหลือง)
- BBee: หมาเหลืองจมูกดำ
- BbEE: Black (carry brown)
- BbEe: สีดำ (มีสีน้ำตาลและสีเหลือง)
- Bbee: หมาเหลืองจมูกดำ (อุ้มน้ำตาล)
- bbEE: สีน้ำตาล
- bbEe: สีน้ำตาล (คาดสีเหลือง)
- bbee: สุนัขสีเหลืองจมูกสีน้ำตาล
สุนัขสีดำสามารถเป็นชุดค่าผสมที่เป็นไปได้สี่แบบ แต่เราจะถือว่าสุนัขสีดำคือBbEeซึ่งหมายความว่าสุนัขมีเสื้อคลุมสีดำ แต่มีอัลลีลสีน้ำตาลและสีเหลือง. BbEeคู่ของสุนัขจะเป็นbbee (สุนัขสีเหลืองจมูกสีน้ำตาล) การสร้างคะแนน Punnett สำหรับแต่ละโลคัสและรวมเข้าด้วยกันเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการแสดงลูกหลาน
บนโลคัส B เราข้ามBbกับbb.
| B | b | |
| b | Bb | bb |
| b | Bb | bb |
ตอนนี้ผสมEeกับee.
| E | e | |
| e | เอ๋ | อี |
| e | เอ๋ | อี |
โดยนำผลลัพธ์ของทั้งสองช่อง เราสามารถสร้างจัตุรัส Punnett ที่ใหญ่ขึ้นโดยวางBผลลัพธ์โลคัสไว้ด้านบนและEโลคัส ผลลัพธ์ในคอลัมน์ด้านซ้าย
| Bb | Bb | bb | bb | |
| เอ้ | บีบีอี | บีบีอี | bbEe | bbEe |
| เอ้ | บีบีอี | บีบีอี | bbEe | bbEe |
| ee | บีบี | บีบี | bbee | bbee |
| ee | บีบี | บีบี | bbee | bbee |
ผลที่ออกมาของลูกผสมนี้ (พิทบูลสีดำที่มียีนสีน้ำตาลและสีเหลืองผสมกับพิทบูลสีเหลืองที่มีจมูกสีน้ำตาล) จะมีลักษณะดังนี้:
- สี่หมาดำ
- หมาสีน้ำตาลสี่ตัว
- หมาสี่เหลืองจมูกน้ำตาล
- หมาสี่เหลืองจมูกดำ
ลูกสุนัขแต่ละตัวมีโอกาส 25% ที่จะเป็นสีดำ สีน้ำตาล สีเหลืองจมูกสีน้ำตาล หรือสีเหลืองจมูกสีดำแม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะเข้าใจพันธุกรรมของสีขนได้ดีขึ้น แต่ก็ยังมีความลึกลับอยู่บ้าง ยังไม่มีการค้นพบอัลลีลที่ทำให้ขนสีเหลืองมีเฉดสีที่แตกต่างกัน และนักวิจัยก็ยังไม่ได้ระบุสาเหตุที่ทำให้ขนของสุนัขบางตัวค่อยๆ จางลงเมื่อเวลาผ่านไป พุดเดิ้ล คอลลี่มีเครา สุนัขต้อนแกะอังกฤษโบราณ และเบดลิงตันเทอร์เรียร์มียีน "สีเทา" ที่ไม่ปรากฏชื่อ ซึ่งอาจทำให้ขนมีสีอ่อนลง
ตรวจดีเอ็นเอ
Punnett Squares สามารถแสดงให้พ่อพันธุ์แม่พันธุ์เห็นการผสมพันธ์ของลูกหลานที่เป็นไปได้ แต่การตรวจดีเอ็นเอจะช่วยตัดสินว่าสุนัขตัวใดมีลักษณะที่พึงประสงค์ แม้ว่าการทดสอบจะช่วยให้ผู้เพาะพันธุ์สามารถระบุสุนัขที่มีสุขภาพดีและมีปัญหาทางการแพทย์น้อยลง แต่ความแม่นยำของการทดสอบมักขึ้นอยู่กับสถานที่ทดสอบ การทดสอบ DNA ที่ขายให้กับเจ้าของสุนัขทางออนไลน์มักจะเป็นการดำเนินการเชิงพาณิชย์ แต่บริษัททดสอบที่ไม่แสวงหาผลกำไร เช่น บริษัทที่ดำเนินการโดยมหาวิทยาลัย จะทำการวิเคราะห์ DNA โดยละเอียดสำหรับพ่อพันธุ์แม่พันธุ์ การใช้องค์กรที่แสวงหาผลกำไรในการทดสอบนั้นมีราคาถูกกว่า แต่ผลลัพธ์อาจไม่แม่นยำเท่ากับผู้ทดสอบที่ไม่แสวงหาผลกำไร
ความคิดสุดท้าย
แม้ว่าการคัดเลือกพันธุ์สุนัขจะใช้มานานหลายศตวรรษแล้ว แต่กระบวนการนี้ก็ได้รับการขัดเกลามากขึ้นหลังจากการทดลองทางพันธุศาสตร์ของ Gregor Mendel การทำนายสีขนของสุนัขยังคงเป็นเรื่องยุ่งยากเนื่องจากตำแหน่งที่ไม่ปรากฏชื่อที่สามารถเจือจางเม็ดสีเมลานินได้ แต่ผู้เพาะพันธุ์มีโอกาสประสบความสำเร็จสูงกว่า เนื่องจากการวิจัยใหม่เกี่ยวกับพันธุศาสตร์สุนัขและการใช้การตรวจดีเอ็นเอ
