Le numerose razze canine (oltre 400) presentano tra loro, caratteri differenziali molto marcati, come la taglia, il mantello e il temperamento. Si va dal minuscolo Barbone toy (circa 24-28 cm al garrese) con pelo riccio, al grande Alano tedesco (oltre 80 cm al garrese per il maschio) con pelo raso. Non sono però così marcate le differenze che riguardano le funzioni biologiche e la diversa suscettibilità a certe malattie, esistenti tra le razze. Sebbene l’addomesticamento del cane sia iniziato oltre 14.000 anni fa,  secondo il Dott. Joshua Akey, professore di genetica presso l’ Università di Washington, la causa di questa spiccata diversità intraspecifica, è da ricercare nei secoli di intensa selezione artificiale a favore delle caratteristiche ricercate dagli allevatori delle varie epoche.

Il Dr. Akey è il principale autore di un progetto che prevede la mappatura del genoma canino, con lo scopo di individuare le regioni del DNA, in cui si evidenzia una significativa diversità tra le razze come risultato della selezione e in cui vi sono localizzati i geni candidati per ulteriori indagini scientifiche.  Tali geni sono stati esaminati per comprendere quale sia il loro ruolo nelle accentuate variazioni fenotipiche tra le razze canine, che riguardano la taglia, il colore e la tessitura del mantello , il comportamento, la fisiologia e la struttura scheletrica.

I ricercatori impegnati in tale progetto, si sono serviti della più grande scansione genomica ottenuta fino ad oggi, per determinare i target della selezione canina. I genomi  esaminati, provenienti da 275 soggetti di 10 razze diverse, hanno mostrato sostanziali differenze l’uno dall’altro. Le razze scelte per la ricerca sono state: il Beagle, il Border Collie, l’Epagneul Breton, il Bassotto tedesco, il Pastore tedesco, il Greyhound, il Jack Russel Terrier, il Labrador retriever, lo Shar-Pei e il Barbone standard.

Il genoma canino è il prodotto di una prolungata e rigida selezione e questa ricerca è in grado di fornire delle lezioni importanti  sull’architettura genetica delle variazioni fisiche e comportamentali e sui meccanismi evolutivi a breve termine. I risultati dello studio, come affermano i ricercatori, “fornisce una visione dettagliata del patrimonio genetico e della sua evoluzione durante i secoli di allevamento”.

Questi risultati sono stati pubblicati sul giornale scientifico “Proceedings of the National Academy of Science” , nell’articolo "Tracking footprints of artificial selection in the dog genome."

Sono state osservate più di 21.000 piccole variazioni nel genoma e l’analisi dei rapporti tra le 10 razze,  ha rilevato delle differenze geniche particolarmente importanti tra il Pastore tedesco, lo Shar-Pei, il Beagle e il Greyhound.

Tra le regioni più eterogenee analizzate dai ricercatori,  si sono già rilevati 5 geni associati ai tratti differenziali di alcune razze; uno per la piccola taglia, uno per gli arti corti come quelli del Bassotto tedesco e tre per diverse varietà del mantello.

Nel valutare la sovrapposizione dei marcatori, delle regioni influenzate dalla selezione, si è visto che circa il 66% di essi, è presente solamente in una o due razze. Probabilmente, in tali regioni del genoma, si trovano i geni responsabili dei caratteri razziali, come le pieghe della pelle nello Shar-Pei. Al contrario, le sequenze influenzate dalla selezione, trovate in cinque o più razze, tendono a classificare i cani in diverse tipologie, e includono, per esempio, un gene che controlla la taglia ridotta nelle razze di tipo toy.

Un gene associato al nanismo nei topi, sembra influenzare la mole nei cani. Le razze di piccole dimensioni come il Bassotto, il Beagle, il Jack Russel Terrier e l’Espageul Breton mostrano una grandissima differenziazione per questo gene, rispetto alle razze di dimensioni maggiori. Un’altra regione altamente polimorfica del genoma canino, probabilmente implicata nella formazione delle cellule muscolari dell’embrione, sembra differenziare in modo particolare il Pastore tedesco, il Jack Russel Terrier, il Border Collie e il Greyhound dalle razze Bassotto, Beagle, Espagneul Breton e Shar-Pei.

Le 155 regioni del genoma, in cui si sono evidenziati gli effetti importanti della selezione artificiale, interessano tra l’altro 1630 geni codificanti per proteine, noti o predetti. Nel tentativo di  comprendere meglio le funzioni molecolari di tali geni, i ricercatori hanno scoperto, con grande sorpresa, che i geni coinvolti nella difesa e nell’immunità, sono largamente presenti nelle 155 regioni esaminate. Tale fenomeno si era già visto nell’analisi genomica delle popolazioni naturali, e ciò è sorprendente dato che la selezione naturale e quella artificiale, difficilmente agiscono sulle stesse classi di geni. Tuttavia, i ricercatori affermano che i geni immuno-relati  potrebbero spesso rientrare negli obiettivi dell’allevamento, per le loro importanti funzioni di difesa contro le infezioni in continua evoluzione.

Lo studio si è poi spinto ad una particolare regione genomica dello Shar-Pei, per comprendere meglio i ruoli dei geni che controllano la caratteristica cute di questa razza. Sebbene la gran parte degli esemplari presenta rughe eccessive, alcuni soggetti hanno pelle normale.  Il grado di rugosità dipende dai livelli di certe molecole, la cui produzione potrebbe essere regolata da un gene localizzato in questa regione. Mutazioni rare in questo stesso gene,  sono responsabili di gravi disturbi cutanei negli esseri umani. Le piccole variazioni geniche rilevate nello Shar-Pei, molto probabilmente dipendono dal fatto che in questa razza sono previste entrambe le tipologie di pelliccia. E’ stata inoltre identificata una rara mutazione nello Shar-Pei , ma non in altre razze.

I ricercatori hanno anche spiegato che, nonostante i dati raccolti permettano di formulare diverse ipotesi, la ricerca ha avuto comunque dei limiti, soprattutto riguardo l’interpretazione dei risultati, sottolineando che un particolare modello di variazione, inusuale per il genoma canino, non prova necessariamente che la regione in questione subisca l’effetto della selezione.

Gli studiosi hanno inoltre spiegato l’importanza dello studio del genoma canino, il quale permette di acquisire ulteriori conoscenze sulle basi genetiche delle variazioni di forma negli esseri umani e sulla differente suscettibilità alle malattie nelle popolazioni umane. In molti casi, affermano i ricercatori, è più semplice individuare i geni soggetti alla selezione nella specie canina, per poi mapparli e confrontare le relative regioni con quelle del genoma umano. Gli scienziati sembrano essere particolarmente interessati a scoprire se la recente selezione può aver influenzato le regioni del genoma comuni ad entrambe le specie.

“Questa ricerca ha dimostrato che la selezione artificiale nella specie canina, ha agito su molti degli stessi geni della specie umana, su i quali la selezione naturale ha avuto effetti simili. Inoltre la maggior parte di questi geni sono regolatori di attività geniche.” afferma la Dr.ssa  Irene Eckstrand del National Institute of General Medical Sciences al National Institutes of Health. “Gli approcci statistici e computazionali usati in questo studio, hanno una grandissima importanza nel decifrare l’organizzazione della variabilità umana e nell’identificare le basi genetiche delle caratteristiche umane”.

Comprendere meglio gli effetti della selezione artificiale nella specie canina, potrebbe inoltre far luce sui meccanismi molecolari dei processi evolutivi a breve termine. I ricercatori si augurano di riuscire a scoprire le attività genetiche responsabili della incredibile diversità tra le razze canine di tutto il mondo.

Oltre al Dr. Akey, hanno lavorato a questa ricerca Alison L. Ruhe, Aaron Wong, e Mark W. Neff del  Center for Veterinary Genetics presso l’Università della California, Davis; Dayna T. Akey, Caitlin F. Connelly, Jennifer Madeoy, e Thomas J. Nicholas, dell’UW Department of Genome Sciences.