Una gatta ha dato alla luce quattro cuccioli, ma il loro aspetto ha lasciato la sua famiglia senza parole. Due sono bianchi e arancioni, proprio come il padre, uno è grigio tigrato, con sfumature di pelo simili alla madre. Un altro invece è tutto nero. Nei commenti molti si interrogano su come sia possibile una tale varietà di colori nella stessa cucciolata. Questo spiegherebbe la presenza di gattini con colorazioni così diverse all’interno della stessa cucciolata. Bisogna poi ricordare che il corredo genetico dei genitori si porta dietro anche i colori dei loro predecessori, anche se non sono “espressi”, quindi visibili, nella loro pelliccia. Il colore nero, infatti, è uno dei geni più comuni nei felini, anche se i gatti completamente neri sono più rari degli altri.
I Meccanismi della Superfecondazione
Esiste poi la possibilità della “superfecondazione”, ovvero che la gatta si sia accoppiata con più di un gatto durante lo stesso periodo di ovulazione e che entrambi l’abbiano fecondata. Se questo accade, la gatta potrebbe portare avanti contemporaneamente la gravidanza di cuccioli da padri differenti. Il risultato è che da una stessa madre possono nascere - insieme, o a qualche giorno di distanza - esemplari anche molto diversi tra loro. Se vedi una cucciolata di gattini, probabilmente noterai che hanno colori diversi, anche se provengono dalla stessa madre. E ora ti chiedi: "Perché i gatti hanno gattini di colori diversi?" La risposta sta nella genetica.
Basi Genetiche: Eredità e Cromosomi
Per capire perché i gatti hanno gattini di colore diverso, discutiamo le basi genetiche. Ogni creatura vivente ha geni che determinano il suo aspetto e il suo funzionamento. Questi geni vengono trasmessi ai loro figli. Quando una gatta madre concepisce un gattino, metà dei suoi geni vengono ottenuti dalla madre e l'altra metà dal padre, determinando il suo colore della pelliccia, tra le altre sue caratteristiche. Esistono due tipi di geni: i geni dominanti tendono a sopraffare i geni recessivi, determinando i tratti di un gatto, come il suo colore. Ad esempio, se un gatto porta un gene dominante per la pelliccia nera e un gene recessivo per la pelliccia marrone, il micio avrà molto probabilmente un mantello nero perché è quello dominante.
I colori del mantello dei gatti - Le basi genetiche
Ma oltre alla genetica, anche i cromosomi svolgono un ruolo fondamentale. Come noi, i gatti hanno cromosomi che trasportano geni. I gatti maschi hanno un cromosoma X e uno Y, mentre le gatte femmine o regine hanno due cromosomi X. Alcuni geni per il colore della pelliccia si trovano su questi cromosomi sessuali, motivo per cui i gatti maschi e le regine hanno colori e fantasie diverse. I tratti felini legati al sesso sono una parte essenziale della genetica dei gatti. Ad esempio, il gene per il colore arancione della pelliccia è sul cromosoma X. Quindi, vedi più felini maschi arancioni che femmine. Se un gattino maschio riceve il gene arancione, sarà arancione.
I Geni Responsabili dei Motivi e dell'Intensità
Diversi geni giocano un ruolo nella determinazione del colore del mantello di un gatto. Uno è Agouti, che è il gene primario. Questo gene controlla la distribuzione del pigmento nella pelliccia, creando un colore uniforme o un mantello a strisce. Un altro gene cruciale è il gene Tabby, che determina il tipo di motivo tabby che avrà un felino. I motivi tabby hanno delle marcature sorprendenti come il classico (vortici e marmo), il mackerel (simile alle strisce di tigre), il maculato (simile alle stampe di leopardo) e il ticked (strisce). Puoi vedere questi motivi in molte razze e colori dei gatti.
Poi c'è il gene Colorpoint, che si vede comunemente nei gatti siamesi e himalayani. I gatti con questo corredo genetico hanno colori più scuri su code, zampe, muso e orecchie. Sono sensibili alla temperatura, il che significa che le parti più fredde del corpo di un gatto hanno una tonalità più scura. L'ultimo è il gene Dilution, che influenza l'intensità del colore del pelo di un gatto. Riduce il pigmento nel suo pelo, dando al gatto un colore più tenue. Ad esempio, un gatto nero con un gene di diluizione avrà un mantello grigio, mentre un gatto arancione apparirà color crema.
Fattori Ambientali e Variazioni uniche
Questi geni lavorano insieme in diverse combinazioni per creare una vasta gamma di colori e motivi di pelliccia che vediamo nei gatti. La genetica non è l'unica cosa che determina il colore del mantello di un gatto; anche i fattori ambientali possono avere un impatto. Un fattore è la temperatura dell'ambiente circostante. Prendiamo come esempi i gatti himalayani e siamesi con geni colorpoint. Quando i gattini himalayani o siamesi sono ancora nel grembo materno, il gene colorpoint è inattivo, quindi la loro pelliccia cresce color crema o bianco. Ma una volta nati ed esposti alle temperature di colore, il gene diventa attivo, facendo sì che le punte della loro pelliccia abbiano un colore più scuro, creando un motivo "a punta".
L'esposizione alla luce e l'alimentazione possono anche essere le ragioni per cui i gatti hanno gattini di colore diverso. I felini che trascorrono più tempo all'aperto possono avere una tonalità o un tono di pelliccia diversi rispetto ai felini che vivono in casa. E se un gatto non ha abbastanza nutrienti, questo può influenzare la consistenza e il colore del mantello. I mantelli dei gatti non sono solo tinte unite; esistono molti modelli e varianti da esplorare. Alcuni felini hanno macchie, strisce o chiazze di colori diversi. Una combinazione di geni, come Tabby e Agouti, contribuisce a questi modelli. Ad esempio, il gene tabby controlla la distribuzione del pigmento nella pelliccia di un gatto. Quindi, il gene agouti modifica il modello, creando varianti come ticked, mackerel, spotted e classic tabbies.
Nel frattempo, i modelli calico e tartaruga sono un po' più complessi. I gatti con questi modelli di pelliccia hanno macchie di colori diversi, solitamente nero e arancione. Ciò accade quando una copia del cromosoma X smette di funzionare casualmente in ogni cellula. Ecco perché la maggior parte dei gatti calico e tartaruga sono femmine. Hanno due cromosomi X, che contribuiscono a creare questi modelli unici. I colori e i motivi rari del mantello dei gatti rendono queste creature a quattro zampe ancora più interessanti. Ad esempio, le chimere hanno due serie di DNA, che danno a un gatto due occhi di colore diverso o una linea distinta che divide i diversi colori lungo il suo corpo. Il mosaicismo è un'altra condizione rara in cui un gatto ha una diversa formazione genetica nelle sue cellule, con conseguente motivo di colore unico.
Il Ruolo dell'Allevamento e della Selezione
Un altro schema interessante è il modello bicolore o tuxedo, in cui un gatto ha grandi chiazze di pelo bianco con un altro colore del mantello. Gli esseri umani sono affascinati dai colori del mantello dei gatti da secoli e hanno allevato selettivamente i gatti per ottenere determinati colori e motivi. Questo allevamento selettivo ha portato allo sviluppo di molte razze di gatti con i colori e i motivi distintivi che vediamo oggi. Ad esempio, i Gatti persiani hanno una pelliccia lunga e liscia e sono disponibili in vari colori, dal nero al bianco. I gatti siamesi hanno modelli di colori distintivi, mentre i Maine Coon hanno diversi modelli tabby.
Tuttavia, l'allevamento selettivo ha un prezzo. Alcuni colori del mantello, come i gatti bianchi con gli occhi azzurri, possono essere portatori di condizioni genetiche. Si dice che i gatti bianchi con questo colore degli occhi siano suscettibili alla sordità. Inoltre, hanno una pelle più sensibile e sono più inclini alle scottature rispetto ad altri colori di gatti. Gli allevatori devono essere consapevoli di questi problemi di salute e promuovere sane pratiche di allevamento per prevenire la trasmissione di condizioni genetiche. L'allevamento può anche aumentare la comparsa di colori e motivi rari del mantello dei gatti. Ad esempio, le macchie leopardo dei gatti del Bengala sono ottenute tramite un attento allevamento per far emergere i tratti dei gatti selvatici e di quelli da interno.
Eredità Poligenica e Diversità Genetica
Quindi, perché i gatti hanno gattini di colore diverso, anche se provengono dalla stessa cucciolata? Tutto si riduce all'eredità poligenica, in cui più geni determinano un tratto, come il colore del pelo di un gatto! Molti tipi di geni possono lavorare insieme per creare colori e motivi diversi. Quando i gatti si accoppiano, i loro gattini possono ottenere una combinazione casuale di geni dai loro genitori, con conseguenti colori e motivi diversi. Ma i geni del padre sono un altro fattore in gioco. Anche se la gatta madre ha un colore di pelo diverso, i geni del padre contribuiscono a metà del materiale genetico del gattino, creando una nuova variazione. Questa combinazione di geni spiega perché le gatte hanno gattini di colore diverso all'interno della stessa cucciolata. In alcuni casi, i gattini nella stessa cucciolata possono avere padri diversi. Questo fenomeno è chiamato superfecondazione eteropaterna. Una gatta può accoppiarsi con vari gatti maschi durante lo stesso ciclo di calore. Ogni gattino può ereditare i geni dal rispettivo padre, portando a più variazioni di colore nei gatti.
Questa diversità genetica non è solo bella, ma anche benefica. Promuove un pool genetico sano, riduce i rischi di malattie genetiche e alleva gattini forti e adattabili. La scienza che sta dietro al motivo per cui i gatti hanno gattini di colori diversi è davvero affascinante. Dai geni al contributo del padre, questi fattori creano un caleidoscopio di colori e motivi del mantello del gatto che rendono ogni felino unico. Quindi, la prossima volta che vedi una cucciolata di gattini, goditi e apprezza i loro diversi colori e motivi. È un promemoria che la bellezza e la diversità aspettano di essere scoperte, anche nelle creature più piccole.
Strumenti di Analisi: Il Quadrato di Punnet
Tutta questa varietà di colori, in realtà, è governata da poche semplici leggi. Bisogna però conoscere alcune nozioni di base della genetica per comprendere come funzionano. Le caratteristiche di ogni essere vivente sono stabilite dal corredo genetico, a cui contribuiscono in ugual misura il padre e la madre. Il corredo genetico è costituito da coppie di cromosomi identici, schematizzabili come due X, tranne per quello che determina il sesso. Infatti, in questo caso, uno dei due cromosomi perde una "zampetta", e passa dalla forma a X a una forma a Y. Il modo con cui si combinano i geni si visualizza spesso con il cosiddetto quadrato di Punnet. Visto che è uno strumento semplice ma essenziale per lavorare con la genetica, vediamo come si costruisce nel caso della determinazione del sesso. Basta disegnare una griglia 2x2, e sul lato superiore scrivere i geni della madre, e su quello sinistro quelli del padre. Ovviamente, si può fare anche viceversa. Quindi in ogni quadrato di ogni colonna della griglia si riporta il gene corrispondente a quella colonna, in questo caso la X rosa della madre in prima colonna e di nuovo la X rosa della madre in seconda. Poi, in ogni quadrato della riga, si trascrive il gene relativo a quella riga, cioè la X blu del padre e la Y blu del padre. Nei singoli quadrati della griglia otteniamo quindi le possibili combinazione dei geni di padre e madre. La combinazione XX indica una femmina, quella XY indica un maschio.
In questo esempio, risulta chiaro che la probabilità di avere un figlio maschio o femmina è del 50%, ma va assolutamente sottolineato che questa probabilità comincia ad aver senso solo per un elevato numero di eventi, cioè di cuccioli nella stessa cucciolata, all'incirca a partire da 10. Poiché ogni evento (nascita) è indipendente da ogni altro, la statistica totale comincia ad aver senso solo per numeri molto elevati di parti, diciamo, per fissare le idee, una decina. Su ogni coppia di cromosomi, ci sono sequenze di decine di migliaia di molecole che determinano tutte le caratteristiche dell'essere vivente. Ogni sequenza del cromosoma controlla una singola funzione, per esempio una sequenza la forma degli occhi, un'altra la lunghezza del femore, ecc. ecc. Le coppie di cromosomi sono uguali funzionalmente, nel senso che ogni cromosoma della coppia ha la stessa sequenza di geni, e ognuno dei due geni sui due cromosomi della coppia controlla esattamente la stessa funzione. I geni però non sono esattamente identici, poiché uno dei cromosomi della coppia deriva dalla madre, e uno dal padre, e possono quindi differire per il loro stato. I geni infatti possono essere in due stati, che per semplicità chiameremo "acceso" o "spento". Dalla combinazione dei due geni nella coppia di cromosomi, risulta l'azione complessiva della funzione. Per un gene generico G ci possono quindi essere le combinazione GG (entrambi geni accesi) Gg o gG (uno acceso, uno no), e quella gg (entrambi i geni spenti). Il gene acceso viene indicato come gene dominante, quello spento come recessivo.
Epistasi e determinazione cromosomica del sesso
Chiarito il ruolo dei geni, possiamo adesso vedere come questo influenza il colore del mantello dei gatti. Il mantello originario del gatto è nero tigrato mackerel, quindi con ogni pelo a bande alternate chiare e scure (agouti) e tigratura a linee sottili verticali, dove si alternano zone con pelo a bande e zone con pelo uniforme. Il colore nero si esprime grazie a un gene Black, dominante. Nei Maine Coon, l'unica combinazione ammessa è quella eterozigote dominante BB. Nelle altre razze, come ad esempio il Sacro di Birmania, sono presenti anche altre varianti, legate al fatto che B ha due geni recessivi possibili, b e bl. Nel corso dell'evoluzione, una mutazione genetica ha fatto sì che il pigmento nero tipico del gatto ancestrale si tramutasse, sotto l'azione di nuovo gene, in un pigmento rosso. Questo effetto, gestito dal gene mutato Orange, rende rosse le zone del pelo che in origine erano nere. In altre parole, nel pelo non c'è più un'alternanza di banda nere e chiare, ma di bande rosse e chiare.
Questo gene, quando è acceso (quindi O grande), copre l'azione del gene Black, quindi è in grado di trasformare il nero in rosso anche nella sua espressione eterozigote Oo (O grande o piccolo). Questa azione di copertura tecnicamente si chiama epistasi, poiché un gene maschera l'azione di un'altro gene. Nella sua espressione omozigote oo (o piccolo o piccolo), il gatto rimane non-rosso, e quindi nero. La Natura però ha voluto farci un bello scherzo, e ha localizzato questo nuovo gene mutato Orange proprio sulla zampa del cromosoma sessuale X che viene persa quando si trasforma in Y. Quindi, il gene per il rosso è portato solo dal cromosoma X, ed è allora un gene legato al sesso. In questo caso, il quadrato di Punnet si complica un pochino, poiché va tenuto presente anche il sesso del gatto. Innanzitutto, vediamo che il gatto nero ha un solo gene per il colore rosso, nella sua forma recessiva o. L'altro gene della coppia è mancante, poiché il maschio ha un solo cromosoma X, e si indica con un trattino -. La femmina invece contribuisce con entrambi i cromosomi O.
Guardiamo innanzitutto la seconda riga del quadrato, dove c'è solo la combinazione dei cromosomi sessuali XY. I maschi che nascono da questo accoppiamento sono entrambi rossi (O-), quindi ereditano il colore della madre. Sulla prima riga ci sono invece solo le combinazioni XX, quindi femmine, che hanno entrambi i geni O e o, uno ereditato dalla madre, uno dal padre. Di che colore saranno queste femmine Oo? In teoria, la O è dominante, quindi dovrebbero essere rosse. In pratica, avviene un fenomeno particolare durante la fase di crescita dell'embrione, legato al fatto che il gene Orange è sul cromosoma sessuale X. Infatti, mentre le femmine hanno due cromosomi X, il maschio ne ha uno solo, e quindi tutti gli altri geni presenti sul cromosoma X hanno, nel maschio, una possibilità di espressione genica dimezzata. In parole semplici, i geni del maschio sul cromosoma X produrrebbero la metà delle proteine dei geni della femmina, con il risultato di un svantaggio competivo evidente.
Madre Natura ha posto rimedio a questo problema facendo sì che, in tutte le cellule della femmina, durante lo sviluppo embrionale uno dei due cromosomi X si disattivi, in maniera assolutamente casuale cellula per cellula e, per tutte le cellule, in un momento casuale durante lo sviluppo del feto. Il risultato, dal punto di vista del mantello, è che le cellule responsabili della produzione del pigmento del pelo potranno produrre o pigmento rosso, o pigmento nero, dando luogo a quella mescolanza di colori rosso e nero tipico delle tortie. Se l'inattivazione avviene precocemente, quando ancora le cellule sono poche, le duplicazioni successive di una cellula in cui è stato attivato uno dei due geni, diciamo quello per il colore rosso, mantengono lo stesso colore, e analogamente per il nero. Questo produce un mantello a larghe macchie rosse e nere. Se invece l'inattivazione avviene tardi, i due colori appaiono ben mescolati.
Influenze sulla Diluizione e Macchie Bianche
L'espressione dei colori nero e rosso attraverso i geni Black e Orange può essere modificata dall'azione del gene Dense. Nella condizione più comune, con la coppia DD, il gatto ha colore nero o rosso. Nella sua versione omozigote recessiva dd, la distribuzione del pigmento nei peli diventa disomogenea, con il risultato di avere maggior riflessione della luce e quindi un colore più diluito, meno intenso. Il fatto che il colore diluito si manifesti solo quando il gene Dense è nella sua forma omozigote recessiva dd fa sì che sia necessario accoppiare gatti entrambi con colore diluito per ottenere cuccioli con colore diluito. Questo può però avvenire anche se uno dei genitore non esprime il gene della diluzione, ma lo porta nel suo patrimonio genetico, frutto per esempio di un ascendente.
Un altro gene epistatico, cioè che maschera l'azione di altri geni, è quello legato alla presenza di macchie bianche nel mantello. Questo gene, detto piebald Spotting (a macchie pezzate), maschera in quelle zone l'espressione dei geni Orange e Black. Questo gene agisce durante lo sviluppo embrionale, impedendo alle cellule che generano il pigmento di raggiungere la loro posizione. Se sulle aree dove il gene agisce è presente del pelo, questo pelo risulta bianco. Se invece c'è pelle, come sul naso o sui polpastrelli, questa viene depigmentata a rosa. Il gene è dominante, anche se la sua espressione è variabile. Ci sono forti indicazioni che la versione dominante omozigote SS dia aree bianche di maggiore estensione rispetto alla versione eterozigote Ss, per quanto la quantità e la localizzazione delle macchie dei figli a partire da quella dei genitori sia al momento impredicibile.
Sordità e Genotipo White
Una versione rinforzata del gene S è quella del gene White, che da luogo a un mantello completamente bianco. Si tratta di un gene dominante, quindi sia la combinazione WW che quella Ww danno lo stesso risultato. Il meccanismo di azione è il medesimo del gene S, solo che interessa tutto il mantello del gatto. Si manifestano però degli altri effetti. Infatti, le cellule embrionali che originano il pigmento della pelle generano anche il pigmento del fondo dell'occhio e le cellule pigmentate dell'orecchio interno. Se l'azione del gene, nella fase della separazione iniziale delle cellule, si rivolge alle cellule responsabili della formazione del tessuto oculare, l'inibizione della pigmentazione si traduce nel fatto che quell'occhio avrà, al termine della crescita, colore blu o azzurro chiaro.
Naturalmente, può succedere che un occhio sia depigmentato e l’altro no, dando luogo agli affascinanti occhi impari. Se l'azione del gene colpisce anche i tessuti auricolari, si può avere malfunzionamento o sordità, mono o bilaterale. La prima cosa da notare è che se il cucciolo ha delle macchie colorate sul capo, una traccia del colore mascherato dal gene W, la probabilità che sia sordo è attorno al 30%, mentre sale al 50% se le macchie non ci sono. La possibile spiegazione è che se sono arrivate a destinazione un po' di cellule del pigmento del pelo, è plausibile che sia accaduto lo stesso per quelle dell'orecchio interno, sufficienti talvolta a evitare la sordità. La seconda correlazione è quella con il colore degli occhi. Sulla base di una serie di studi condotti in varie nazioni, i gatti con entrambi gli occhi gialli hanno una probabilità di sordità del 10-20%, i gatti con occhi impari una probabilità del 30-40%, e i gatti con entrambi gli occhi blu una probabilità di sordità attorno al 60-80%.
Tigratura e Disegni del Pelo
Finora ci siamo occupati implicitamente solo di gatti con colore solido, cioè senza nessuna tigratura. Come detto, il disegno della tigratura dipende da due condizioni; una è la presenza di pelo agouti, cioè in cui il singolo pelo non ha colore uniforme ma a bande alternate chiare e scure, l'altra è la presenza di bande alternate dove è presente pelo agouti (più chiaro) e pelo non-agouti (pelo uniforme e quindi più scuro). Le zone dove il pelo è più scuro si chiamano markings (striature) della tigratura. Ciascuno di questi caratteri è controllato da un gene. Il fatto che il pelo sia a bande oppure no dipende dal gene Agouti. Il gatto ancestrale ha il pelo agouti, e quindi l'espressione dominante AA è quella naturale, mentre la combinazione recessiva aa rende il pelo uniforme.
Quindi nel gatto AA, oppure Aa (pelo agouti dominante) esiste il pelo a bande, e quindi sono possibili i disegni della tigratura, mentre il gatto aa non ha pelo agouti e non è (o non dovrebbe essere) tigrato. Il disegno della tigratura invece è gestito dal gene Tabby. Nella sua forma dominante omozigote TT da origine al disegno tabby mackerel, a righe parallele. La sua forma recessiva viene indicata con tb-tb, poiché da luogo al disegno tabby classic, o blotched. La forma intermedia spotted non è dovuta a un gene particolare, ma a un insieme di più geni modificatori, non ancora identificati, che interrompono le linee parallele del mackerel e originano il disegno spotted. Gli stessi geni modificatori sono responsabili della dominanza incompleta del mackerel sul blotched. Il genotipo T-tb è spesso un mackerel non ben definito, con i due pattern che si mescolano tra loro.
Per completezza, citiamo il gene Ticked Ta, che quando si esprime in forma dominante (TaTa o Tata) è epistatico (copre) tutti gli altri geni responsabili del disegno. Bisogna ricordare anche che il gene Agouti e il gene Tabby sono geni diversi, e che quindi un gatto solido porta con sé, a livello di genotipo, il gene della tigratura, qualunque sia, e che questo si può esprimere di nuovo qualora la progenie fosse tigrata. Inoltre, nei cuccioli solidi neri con gene Tabby non espresso, è comunque riconoscibile una tigratura fantasma, che spesso è ancora identificabile da adulto, guardando il pelo con luce radente. Nei gatti con gene Orange dominante poi, l'azione del gene non-agouti aa è assolutamente inefficace, tanto che è estremamente difficile avere gatti rossi solidi. Come ultimo argomento, affrontiamo i colori silver, dove è presente uno sbiancamento della base del pelo, che può andare da un terzo a due terzi della lunghezza del pelo stesso.
Sindrome di Klinefelter e Rare Eccezioni
Un gatto di tre colori, rosso bianco e nero, è al 99,9% una gatta. La ragione è genetica in quanto il gene che determina il colore rosso o nero del pelo è infatti collocato sul cromosoma X. Tuttavia esiste un’eccezione molto rara! Possono esistere gatti maschi di tre colori che presentano una malattia genetica chiamata Sindrome di Klinefelter, in cui il corredo cromosomico di un individuo maschio, invece di essere XY è XXY. Questo non comporta particolari problemi nello sviluppo, ma è associato alla sterilità. L’incidenza è di circa 1 su 1000 individui. Ma torniamo alla ragione biologica per cui i gatti di tre colori possono esprimere sia il colore rosso che il colore nero sul loro pelo: le femmine esprimono il contenuto di un solo cromosoma X nelle loro cellule! Il cromosoma X è circa 2,5 volte più grande e possiede circa 1000 geni contro i 100 del cromosoma Y.
Quando l’embrione è formato da un centinaio di cellule, nelle primissime fasi dello sviluppo, casualmente uno dei due cromosomi X viene condensato e questo fa sì che in alcune zone del pelo sia espresso il gene per il colore rosso e in altre non sia espresso, originando il tipico pelo tricolore. Una volta compresa la regolazione dell’espressione sul cromosoma X dobbiamo ancora contestualizzare la presenza di questo gene in relazione agli altri che regolano il colore del pelo. In tutto questo ci sono complicate relazioni tra dominanza e recessività alla base della genetica e rapporti di dominanza tra geni. Per esempio, il W è dominante su tutti gli altri colori, l’O è dominante sul nero e su tutte le varianti di marrone, mentre il WS è espresso con tutti gli altri colori.