Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир

Разделение на породы

Когда появилось и распространилось земледелие, собаки стали еще более популярны. По мере изменения пищевых предпочтений человека менялись и вкусы собак. Первые собаки были мясоедами, хотя, как утверждает одно исследование, они ели мясо, отличное от пищи своих братьев-волков. Исследование костей возрастом 30 000 лет, найденных в Пршедмости, в Чехии, показало, что псовые, предполагаемые собаки эпохи палеолита, питались мясом оленей и овцебыка, в то время как волки охотились на лошадей и мамонтов. Как только люди занялись земледелием, меню собак значительно изменилось. Скорее всего, деревенским собакам было чем поживиться среди отбросов, оставляемых теперь оседлыми людскими сообществами.
У большинства современных собак в организме содержится множество копий гена, кодирующего амилазу – фермент для переваривания крахмала. Чем больше копий этого гена у животного, тем больше амилазы производит его поджелудочная железа: полезное свойство для того, кто ищет пропитание на деревенской помойке или подъедает остатки с человеческого стола. Со временем собаки становились менее плотоядными и более травоядными, как и их человеческие друзья. Но у современных собак количество копий гена амилазы сильно варьируется. В большинстве случаев данное различие связано с породой собак. На это есть несколько причин. Установив, что такая изменчивость не случайна, ученые задались вопросом: а не связана ли она с филогенезом – «семейной историей» собачьих пород? Однако эта теория не подтвердилась. Далее исследователи предположили, что скрещивание с волками могло привести к снижению числа копий гена амилазы у некоторых пород, но и на этот раз не смогли дать четкого объяснения. Остается полагать, что количество копий гена амилазы отражает различия в пищевых предпочтениях древних собак.
Анализ изотопов углерода и азота в образцах костей древних собак раскрыл исследователям рацион доисторических животных и продемонстрировал его разнообразие. Известно, например, что около 9000 лет назад в Китае 65–90 % рациона собак составляло просо. При этом 3000 лет назад на корейском побережье они поедали морских млекопитающих и рыбу. В различных местах собаки сталкивались с теми или иными сложностями поиска пищи. Со временем соответственно у них менялся набор генов.
Подобные изменения генома, приводящие к повышению числа копий определенного гена, происходят из-за ошибок в ходе мейоза – особого процесса клеточного деления, в результате которого образуются яйцеклетки и сперматозоиды (в них содержится одинарный набор хромосом, в отличие от других клеток организма, в которых заключен двойной набор хромосом). Во время мейоза хромосомы объединяются в пары, а затем в каждой паре происходит обмен участками ДНК (кроссинговер). Ошибки, возникающие при кроссинговере, могут привести к дупликациям гена в одной хромосоме. Если такая ошибка происходит, то увеличивается вероятность ее повторения в следующем поколении, также в процессе мейоза, при формировании яйцеклеток или сперматозоидов. Присутствие двух копий гена в одной хромосоме и одного гена в другой повышает вероятность ошибочного спаривания хромосом и дупликации гена. Таким образом, эта ошибка приводит к увеличению числа копий конкретного гена, и если вызванное изменение оказывается полезным, то в отношении такого изменения будет действовать положительный отбор.
По всей видимости, собак можно разделить на две группы: у одних очень небольшое число гена амилазы, у других – множество копий. Среди современных пород к группе с самым низким числом копий гена – всего две, как у волков, – относятся сибирские хаски, гренландские ездовые собаки и австралийские динго. При этом распространение по миру собак с высоким числом копий гена амилазы весьма точно совпадает с расположением сельскохозяйственных районов, где древний человек занимался земледелием. Порода салюки, ведущая свое происхождение с Ближнего Востока, где впервые стало развиваться земледелие, может похвастаться рекордным числом копий этого гена – двадцать девять! Однако изменение числа копий гена происходило не сразу: так, у собак эпохи неолита было не так много копий гена амилазы, как у их потомков, живших бок о бок с фермерами.
Именно в эпоху неолита, когда человек превратился в земледельца, собаки впервые распространились за пределы Евразии. Они следовали по планете за сельским хозяйством. В Африке к югу от Сахары собаки появились в начале неолита, 5600 лет назад, и еще через 4000 лет добрались и до юга Африканского континента. Останки собак возрастом около 5000 лет археологи находят в Мексике, именно тогда там появились первые земледельцы, но на крайний юг Южной Америки собаки попали только спустя 4000 лет. Исследования митохондриальной ДНК позволяют предположить, что эти ранние американские разновидности собак были позднее полностью вытеснены после колонизации Америки европейцами. Однако, судя по последним данным анализа полного генома, история развивалась иначе: европейские собаки, приехавшие с завоевателями из Старого Света за последние 500 лет, на самом деле смешались с местными разновидностями собаки в Новом Свете.
Так хорошо известные нам современные породы возникли значительно позже. Они сформировались сравнительно недавно, и их история отражена в собачьем геноме. Некоторые признаки указывают на прохождение популяцией предков собак через два «бутылочных горлышка»: одно из них совпадает с началом одомашнивания, а второе – с появлением современных пород, всего около 200 лет назад. Заводчики стали уделять особое внимание отбору конкретных качеств, добиваясь удивительного послушания собак, незаменимых помощников человека на охоте и при выпасе скота. Но возможность использовать искусственный отбор для формирования самых различных черт соблазняла многих, поэтому создавались породы определенных форм, размеров, окрасов и текстур. Морфологическое разнообразие современных пород собак гораздо богаче, чем у всех остальных представителей семейства псовых, включающего лисиц, шакалов, волков и собак.
Сегодня существует около 400 пород собак, и большинство из них, во всем своем невиданном разнообразии, появились лишь в XIX веке. Именно тогда стали применять методы строжайшего отбора для выведения и сохранения пород, признаваемых собаководческими клубами. Самые старые породы, располагающиеся ближе к основанию собачьего генеалогического древа, встречаются там, где на самом деле собаки появились не так давно. Так, на островах Юго-Восточной Азии собаки поселились лишь 3500 лет назад, а в Южной Африке – около 1400 лет назад, но именно в этих местах до сих пор можно встретить ряд «генетически древних» пород, например басенджи, новогвинейскую поющую собаку и динго. Эта закономерность доказывает, что данные разновидности собак жили в изоляции дольше, чем какие-либо другие породы. Более древнее происхождение не означает, что эти разновидности первыми отделились от общего древа, скорее, оставаясь на периферии, они лучше, чем другие, сохранили свое генетическое своеобразие.
С помощью анализа геномов различных пород собак удалось создать очень подробное генеалогическое древо псовых. Внутри этого древа выделяют двадцать три кластера, или клада, каждый из которых объединяет несколько ветвей древа, представляющих группу близкородственных пород. Один из кладов, к примеру, составляют европейские терьеры, другой – бассеты, фоксхаунды и оттерхаунды, а также таксы и бигли. Спаниели, ретриверы и сеттеры также образуют тесный кластер. Строгий контроль со стороны заводчиков отдалил эти кластеры друг от друга, однако в геноме некоторых пород присутствует ДНК двух или более кластеров, что отражает недавние скрещивания собак с различными характеристиками для выведения новых пород. Например, мопсы, как и ожидалось, генетически связаны с другими азиатскими комнатными собаками, однако эта порода также входит в кластер европейских комнатных собак. Это дает основание предположить, что мопсов завезли из Азии, а затем скрестили с европейскими собаками для создания комнатных пород. И хотя данные генетических исследований указывают на то, что последние 200 лет создавались исключительно отдельные породы, также ясно, что эти породы не происходят от гомогенной популяции, поскольку отбор по желаемым признакам уже разделил собак на типы, соответствующие определенным функциям, и эти старые различия легли в основу двадцати трех кладов, на которые разбито генеалогическое древо собак.
Многие породы, считавшиеся древними, как оказалось, воссоздали лишь недавно. Например, волкодавов, как понятно из названия, использовали для охоты на их диких родственников, и очень успешно. К 1786 году в Ирландии не осталось ни одного волка и отпала потребность в самих волкодавах. К 1840 году вымерли и ирландские волкодавы. Но затем капитан Джордж Августус Грэхем, шотландец, живший в Глостершире, возродил породу «ирландского волкодава», выведя этого, как он полагал, волкодава, от одной из разновидностей шотландских борзых. Современная популяция ирландских волкодавов берет свое начало от небольшой группы особей, которых, как и в случае многих других пород, скрещивали между собой. С одной стороны, данный метод позволяет сохранить характерные особенности породы, с другой стороны – увеличивает риск развития определенных заболеваний, в которых большую роль играет наследственность. Поэтому примерно у 40 % ирландских волкодавов встречаются проблемы с сердцем, а 20 % страдают от эпилепсии. И это не единственный пример наследственных болезней. Многие породы собак в XX веке оказались на грани вымирания в результате двух мировых войн, и их популяции были восстановлены посредством скрещивания с другими разновидностями собак. Впоследствии строгая селекция с использованием близкородственного скрещивания привела к генетическому обеднению пород и возрастанию риска заболеваний: от болезней сердца и эпилепсии до слепоты и некоторых видов рака. Конкретные породы имеют предрасположенность к тем или иным недугам: так, далматинам угрожает потеря слуха, лабрадоры страдают от проблем с тазобедренными суставами, а у кокер-спаниелей нередко развивается катаракта.
И пусть сегодня породы редко скрещиваются друг с другом, по их ДНК видно, что когда-то между породами или предшественниками пород существовал интенсивный обмен генами (перенос генов). Так, породы собак из разных стран разделяют многие общие особенности и гены, что указывает на возможное скрещивание в прошлом. Например, мексиканскую голую собаку и китайскую хохлатую собаку объединяет отсутствие шерсти и некоторых зубов, и у обеих пород эти особенности вызваны одинаковой мутацией в одном гене. Вероятность того, что в двух отдельных популяциях этот ген мутировал совершенно одинаково, ничтожно мала. Скорее всего, сходство их черт и генетической подписи говорит об общих предках. Другой пример: у такс, корги и бассетов очень короткие лапы. У них, как и еще у шестнадцати других пород, одинаковая генетическая подпись, которая связана с карликовостью, вызванной вставкой дополнительного гена. Вероятнее всего, этот ген появился лишь однажды, у древних псовых, задолго до появления современных коротколапых пород.
Генетические исследования предоставляют нам удивительную возможность понять историю эволюции собак: от исключительного многообразия, появившегося в результате отбора наиболее послушных особей и связанного с плейотропным действием генов до выведения в современных породах конкретных особенностей, отвечающих определенной функции. Мы можем увидеть, как отдельные мутации и связанные с ними признаки появились у древних собак, а затем, значительно позже, были унаследованы их потомками и получили широкое распространение, создав хорошо известные нам сегодня породы. Поскольку близкородственное скрещивание привело к повышению риска заболеваний, сегодня ученые-генетики также стремятся установить основные причины самых частых болезней и, если получится, снизить риск их развития посредством еще более тщательной селекции и продуманных скрещиваний с неблизкородственными собаками, основанных на определении генотипа.
На самом деле некоторые породы скрещивали не просто с другими разновидностями домашних собак, но и просто с другими биологическими видами. Таким необычным образом появилась волчья собака Сарлоса, созданная в 1935 году после скрещивания самца немецкой овчарки и самки обыкновенного волка. Автор породы, голландский селекционер Линдерт Сарлос, надеялся, что гибрид будет обладать более свирепым характером и станет отличной рабочей собакой, но вместо этого получилось кроткое и осторожное существо. Собака Сарлоса – прекрасное домашнее животное для семьи, ее используют как собаку-поводыря и собаку-спасателя. Еще одна порода, чехословацкая волчья собака, также родилась благодаря скрещиванию немецкой овчарки с волком, произведенному в 1955 году в Чехословакии. Чехословацкая волчья собака, первоначально выведенная для военной службы, сегодня используется в поисково-спасательных операциях, и все больше людей решают завести ее в качестве питомца. У Уилла Уолкера как раз такой волкодав, по кличке Буря. «Она так же дружелюбна, как любая другая собака. Буря с любовью относится к любому, с кем она встречается, будь то другая собака или человек», – поделился Уилл. При этом представители данной породы – отличные сторожевые собаки. «Она лает на все, всегда готова защищать меня и наш дом». – «Знаете, – заметила я, – это совсем как волки, которые охраняли лагеря древних охотников-собирателей!»
Однако растущая популярность волкодавов (не в последнюю очередь связанная и с появлением этих потрясающих псов в сериале «Игра престолов») одновременно вызывает все большие споры относительно того, насколько эта порода подходит на роль домашних любимцев. Крайне важно различать животных, полученных недавно путем гибридизации, и установившиеся породы собак, такие как волчья собака Сарлоса или чехословацкая волчья собака, в которых в генетическом отношении больше от собаки, чем от волка. Тем не менее некоторые заводчики гибридов собаки и волка, предлагая животных, представляют их как продукт более поздних скрещиваний, что вызывает опасения в связи с возможным диким и непредсказуемым их поведением.
В США был целый ряд случаев смертельного нападения на детей гибридов волка и собаки, и содержание таких зверей во многих штатах запрещено. Другие штаты разрешают держать гибридов при условии, что скрещивание видов, в результате которого они появились, произошло как минимум пять поколений назад. В Соединенном Королевстве считается опасным заводить гибридов в первом и втором поколении, данное положение даже включено в Закон об опасных домашних животных, который регулирует также содержание таких зверей, как лев и тигр. Может показаться странным, что заводчики стремятся выставить щенков более «волчьими», но, в конце концов, дикость – визитная карточка этой породы. А поскольку покупатели ищут особей с высоким процентом «волчьего» и «свирепой внешностью» и готовы расстаться с 5000 фунтов стерлингов, чтобы наконец почувствовать себя Джоном Сноу, гибриды волка и собаки хорошо продаются. Узнать, какая доля волка осталась в животном, родившемся через несколько поколений после межвидового скрещивания, непросто. В первом поколении соотношение генов равняется 50:50, но после перетасовки ДНК при формировании яйцеклеток и сперматозоидов все меняется, и у щенков второго поколения количество генов волка может достигать 75 % или сокращаться до 25 % от всего генома. Существует также вероятность, что выдаваемые за «гибрид волка и собаки» животные никакие не гибриды, а результат скрещивания немецкой овчарки, хаски и маламута, известных своей волчьей внешностью, для создания собак, еще более напоминающих волков. Без исследования генотипа определить долю волчьей природы гибрида через несколько поколений после гибридизации не представляется возможным. И даже измерив эту долю с помощью генетических методов, трудно предположить, в какой степени она может влиять на поведение конкретной особи.
И это не единственный источник опасений, связанный с гибридами волка и собаки: помимо прочего, гены собак все больше проникают в геном волка. Генетические исследования показали, что у 25 % евразийских волков среди предков были собаки. Это настораживающая тенденция для сохранения вида: не приведет ли вливание собачьих генов к проблемам у Canis lupus? Тем более сейчас, когда популяции волков в Европе сокращаются в результате охоты и разрушения среды обитания.
С другой стороны, гибридизация может послужить и источником полезных генов и черт. Взять, к примеру, североамериканских волков: черный окрас меха сформировался у них после скрещивания с домашними собаками несколько веков, если не тысячелетий, назад. В большинстве случаев гибриды рождаются после спаривания между самцами бродячих собак и самками волков, но при недавнем исследовании обнаружилось, что у двух латвийских гибридов волка и собаки есть собачья митохондриальная ДНК. Она наследуется исключительно от матери, поэтому единственный способ ее попадания в волчий геном – спаривание самок собаки с самцами волка. После проникновения собачьих генов в популяцию волка изъять их крайне трудно. Некоторые гибриды внешне напоминают собак, но большинство выглядят как обыкновенные волки. Поэтому специалисты считают, что лучший способ сократить гибридизацию – уменьшить число бродячих собак. Ведь как только они спарятся с дикими волками, действовать будет уже поздно.
Гибридизация поднимает целый ряд вопросов. Она затрагивает ряд биологических проблем, связанных с целостностью вида и вероятностью смещения границ «неприкосновенных» видов в результате межвидового скрещивания. Если скрещивание происходит часто и рождается плодовитое потомство, значит ли это, что границы вида слишком узкие? Сейчас эта проблема широко обсуждается. Но на самом деле специалисты по классификации, в задачу которых входит присвоение названий и установление границ вида, вовсе не так строги, как нам кажется по прочтении учебников по биологии. Виды – это лишь короткие расходящиеся эволюционные ветви (иногда сближающиеся). Главный критерий для установления вида – существование распознаваемых отличий от ближайших родственников на древе жизни. Но иногда живые организмы выделяют в отдельный вид просто потому, что так удобно человеку, в особенности когда речь идет о присвоении разных видовых названий одомашненным животным и их диким предкам.
Потенциал гибридизации ставит перед нами и вопросы этического порядка, когда мы говорим о «загрязнении» диких видов генами одомашненных. Приручив животных, мы теперь изо всех сил стараемся сохранить всех их выживших близких родственников. Не цепляемся ли мы в этом случае за идею о чистоте видов, которой в природе не существует? Это непростой вопрос, но ответ на него будет все более необходим по мере роста населения Земли и процветания популяций животных, с которыми человек когда-то заключил союз. Ситуация очень непростая. Став дружелюбными, полезными и даже незаменимыми для человека, прирученные нами виды обеспечили себе будущее. Но вместе мы представляем угрозу для всей дикой природы.
Кажется, лучший способ для человека и волка сосуществовать на одной планете – избегать друг друга. Когда-то наши предки научились терпеть соседство с волками и впоследствии смогли их приручить. Вероятно, сегодня волки от природы больше опасаются человека, чем древние волки. Человек сильно изменил этого дикого зверя, превратив его в домашнюю собаку, но и дикие волки за это время могли измениться. Преследование волков и охота на них действовали фактически как давление отбора: выживали лишь те волки, что держались подальше от человека. Сегодня волки, ставшие более боязливыми и избегающие нашего общества, скорее всего, являются результатом отбора со стороны человека, точно так же, как и домашние собаки.
Генетические исследования серых волков и собак дают основание предположить, что разновидность волков, от которых произошли наши домашние собаки, на сегодняшний день вымерла. Во время последнего ледникового максимума выживать было непросто, поэтому это вполне возможно. Но можно посмотреть на генеалогическое древо псовых и с другой стороны: что, если эта разновидность волков вовсе не вымерла, а, наоборот, представляет собой самую мощную ветвь генеалогического древа – собак. С точки зрения генетики собаки и есть серые волки. Большинство ученых относят их к виду серого волка, Canis lupus, считая, что собаки не составляют, как полагали ранее, отдельный вид Canis familiaris, а всего лишь подвид Canis lupus familiaris.
Тогда получается, что так хорошо известные нам терьеры, спаниели и ретриверы… по сути своей – волки. Но гораздо более дружелюбные – всегда готовые вилять хвостом и лизать руки – и в целом менее опасные, чем их дикие собратья.

 

Показать оглавление

Комментариев: 0

Оставить комментарий