Insights Genéticos sobre a Hibridação do Beefalo
Um estudo revela a ancestry limitada dos bisões no Beefalo.
― 7 min ler
Índice
O fluxo gênico, ou a movimentação de genes entre populações, rola bastante entre várias espécies de gado e bisões. Isso inclui gado doméstico, BISÃO americano, iaks e gaur. Grande parte dessa mistura veio de atividades humanas, principalmente da agricultura e práticas de reprodução. Por exemplo, durante a Idade do Bronze, rolou uma mistura de gado taurino (europeu) e indicino (zebu) no Oriente Médio, que depois se espalhou pela África e América do Norte. Além disso, diferentes raças de gado e bisões se misturaram por intervenção humana, levando a variações genéticas que trouxeram vantagens na criação desses animais ou na adaptação ao ambiente.
Embora a mistura entre essas linhagens seja comum, isso muitas vezes gera problemas na reprodução. Isso é provavelmente por causa das diferenças significativas que se desenvolveram ao longo de milhões de anos. Por exemplo, a maioria dos híbridos entre diferentes espécies de bisões e Gados não gera filhotes machos férteis. No entanto, enquanto híbridos taurinos e indicinos conseguem se reproduzir com sucesso, alguns híbridos de gado africano mostram níveis variados de ancestralidade que indicam complicações por incompatibilidades genéticas.
A raça Beefalo é frequentemente citada como um exemplo de híbrido bem-sucedido entre bisão e gado. Essa raça foi criada nos anos 70 após várias tentativas de misturar bisões e gados para fins comerciais. Criadores do início do século 20 enfrentaram muitos desafios para produzir híbridos viáveis, o que torna a criação do Beefalo algo notável. Contudo, as origens do Beefalo não são totalmente claras, e os primeiros registros da raça não fornecem todos os detalhes sobre sua ancestralidade.
Estabelecendo o Beefalo
A American Beefalo Association define Beefalo como um híbrido estável, que é formado principalmente por gado e uma porção menor de bisão. A raça foi desenvolvida por métodos de reprodução cuidadosos na Califórnia. Apesar da falta de um pedigree claro desde o início, estudos posteriores esclareceram como essa raça surgiu.
Pesquisas indicam que a maioria dos Beefalo possui um tipo específico de cromossomo Y encontrado em gado, o que sugere que a cruzamento inicial provavelmente envolveu uma vaca bisão e um touro taurino. Algumas descobertas também revelaram que os primeiros Beefalo não tinham marcadores normalmente associados a bisões. Isso sugere que, embora os bisões tenham sido parte do processo de mistura, a contribuição deles pode não ser tão significativa quanto se pensava.
Neste estudo, foi feita uma análise abrangente da composição genética do Beefalo. Ao examinar o genoma completo de 47 Beefalo e compará-lo com bisões e outras raças de gado, os pesquisadores tentaram esclarecer a ancestralidade desse híbrido único. Esta análise incluiu animais fundacionais dos primeiros dias da raça, ajudando a fornecer uma imagem mais clara da ancestralidade do Beefalo.
Analisando Genomas de Beefalo
Os genomas de Beefalo e híbridos de bisão foram examinados para comparar sua ancestralidade. A maioria dos Beefalo foi encontrada em estreita relação com gado taurino, indicando pouca ou nenhuma ancestralidade de bisão. A análise de componentes principais indicou que a maioria dos Beefalo não contém genes significativos de bisão, com algumas exceções que mostraram pequenas mudanças em direção a características genéticas de bisão.
A maior parte dos híbridos de bisão exibiu uma clara ancestralidade de bisão, confirmando seus perfis genéticos esperados. Curiosamente, alguns Beefalo mostraram pequenas quantidades de ancestralidade de bisão, mas isso foi muito menor do que o padrão da raça de 37,5%. Isso sugere que, embora a reprodução mista seja possível, o nível real de ancestralidade de bisão no Beefalo é mínimo.
As análises revelaram que a maioria dos Beefalo não é uma população híbrida estável, já que apenas alguns indivíduos mostraram ancestralidade significativa de bisão. Ao invés disso, parece provável que esses animais tenham sido cruzados repetidamente com gado, resultando em uma composição genética que é mais gado do que bisão.
Métodos de Análise Genética
O estudo envolveu uma extensa coleta de dados genômicos de amostras de Beefalo e bisão. Amostras de sêmen do USDA foram utilizadas, com muitas coletadas durante a era de fundação da raça. O DNA foi extraído e sequenciado, permitindo uma análise abrangente da ancestralidade genética.
Os pesquisadores também usaram diversos métodos para visualizar e modelar a ancestralidade, incluindo análise de componentes principais e uma técnica chamada ADMIXTURE. Ao examinar marcadores genéticos, foi possível estimar as proporções de ancestralidade de bisão e gado em cada genoma de Beefalo.
No geral, o estudo descobriu que apenas um pequeno número de Beefalo continha ancestralidade de bisão detectável, o que era muito menor do que o que havia sido relatado anteriormente. A maioria dos indivíduos exibia uma forte presença de ancestralidade indicina, sugerindo que a reprodução com gado zebu pode ter desempenhado um papel significativo na formação do fenótipo do Beefalo.
O Papel da Ancestralidade de Bisão
A maioria dos Beefalo tinha cromossomos Y taurinos, sugerindo que a introdução primária da ancestralidade de bisão provavelmente veio do cruzamento com touros bisão em vez de vacas. Em contraste, indivíduos com ancestralidade de bisão tendiam a mostrar isso menos em seus cromossomos X em comparação com seus autossomos. Esse padrão contradiz a ideia de que a ancestralidade de bisão foi principalmente introduzida de forma materna.
Os achados deste estudo indicam que existem barreiras significativas para a Hibridização entre bisões e gados, que têm impedido a formação de uma população híbrida estável. Embora algumas evidências de fluxo gênico existam, a quantidade real de ancestralidade de bisão no Beefalo é bastante limitada.
Implicações para a Reprodução Animal
Os resultados deste estudo levantam questões sobre o grau de fluxo gênico entre diferentes espécies de gado e bisões. Embora os criadores tenham historicamente tentado criar híbridos viáveis, os desafios das barreiras reprodutivas são evidentes. Relatórios indicaram que híbridos frequentemente sofrem de problemas de fertilidade, especialmente entre machos.
Os achados também destacam a importância da análise genética para entender a ancestralidade de animais híbridos como o Beefalo. Tentativas anteriores de avaliar a ancestralidade do Beefalo usando métodos menos precisos resultaram em estimativas exageradas de ancestralidade de bisão. No entanto, investigações genômicas abrangentes podem fornecer uma visão mais clara da verdadeira composição genética desses animais.
Esta pesquisa revela que, embora a hibridização entre bisão e gado seja possível, barreiras reprodutivas significativas impedem o estabelecimento de populações híbridas estáveis. A limitada ancestralidade de bisão encontrada no Beefalo sugere que esforços de reprodução anteriores podem ter incorporado mais ancestralidade de gado do que foi inicialmente reconhecido.
Conclusão
Este estudo apresenta a primeira análise genética aprofundada do Beefalo, revelando que a raça contém muito menos ancestralidade de bisão do que se alegava anteriormente. A maioria dos Beefalo está intimamente alinhada com gado taurino, e as evidências indicam que a reprodução bem-sucedida com bisões não levou à formação de uma população híbrida estável.
Entender a história genética do Beefalo tem implicações para a reprodução animal, esforços de conservação e nossa compreensão da hibridização entre espécies. À medida que pesquisadores continuam a explorar as complexidades do fluxo gênico entre gados e bisões, este estudo serve como um ponto de referência valioso para investigações futuras. Os achados ressaltam a necessidade de abordagens cautelosas nas práticas de reprodução e uma maior apreciação pelas barreiras genéticas que existem entre as espécies.
Título: Most Beefalo cattle have no detectable bison genetic ancestry
Resumo: Hybridization is common among lineages in the genus Bos, often mediated through human management for the selection of adaptive or desirable traits. A recent example is the American Beefalo cattle breed, which was developed in the 1970s and defined as a hybrid between American bison (Bison bison) and cattle (Bos taurus). The American Beefalo Association typically require [3/8] bison ancestry to qualify as Beefalo. Here, we sought to characterize admixed ancestry among Beefalo as a component of a larger project to understand the role of hybridization in shaping present-day diversity in bison and cattle. We generated genomic data from 50 historical and present-day Beefalo and bison hybrids, including several important founding animals, as well as from 10 bison originating from commercial herds that represent potential sources of bison ancestry in Beefalo. We found that most Beefalo did not contain detectable bison ancestry. No individual Beefalo within our data set satisfies the ancestry requirements specified by the American Beefalo Association (ABA), although several Beefalo had smaller proportions of bison ancestry (2-18%). Some beefalo had detectable indicine cattle ancestry (2-38%), suggesting that hybridization of taurine and zebu cattle may contribute to morphological similarity between some Beefalo and bison. Overall, ancestry profiles of Beefalo and bison hybrid genomes are consistent with repeated backcrossing to either parental species rather than the breeding between hybrids themselves, implying significant barriers to gene flow between bison and cattle. Our results call into question the [3/8] bison ancestry targeted by the breed association and demonstrate the value of genomic information in examining claims of interspecies gene flow among Bos species.
Autores: Beth Shapiro, J. Oppenheimer, M. P. Heaton, K. L. Kuhn, E. Green, H. D. Blackburn, T. P. L. Smith
Última atualização: 2024-09-19 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.16.613218
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.16.613218.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.