23.10.2015

Родина собак — Центральная Азия

Давно известно, что человечество вышло из Африки, а вот откуда появились лучшие друзья человека — то есть, где именно произошло одомашнивание собак, ученые до сих пор не могли определиться. Чтобы внести ясность в этот вопрос, исследователи проанализировали ДНК собак со всего света, и тем же методом, что позволил установить происхождение людей, выявили регион появления первых собак. Им оказалась Центральная Азия.

Ученые уже в подробностях знают, как человечество заселяло все континенты. Но вот где на этом пути люди приобрели своих самых преданных друзей — собак — до сих пор оставалось неясным. Самые древние останки животных, которые уже достаточно похожи на собак, чтобы не путать их с волками, были обнаружены в Европе и Сибири (см. статьи: M. Germonpre et al., 2012. Palaeolithic dog skulls at the Gravettian Predmosti site, the Czech Republic; N. Ovodov et al., 2011. A 33,000-Year-Old Incipient Dog from the Altai Mountains of Siberia: Evidence of the Earliest Domestication Disrupted by the Last Glacial Maximum). В то же время, анализ генетических маркеров митохондриальной ДНК и Y-хромосом собак указывал, что они происходят из южного Китая (Z.-L. Ding et al., 2011. Origins of domestic dog in Southern East Asia is supported by analysis of Y-chromosome DNA; P. Savolainen et al., 2002. Genetic evidence for an East Asian origin of domestic dogs).

Археологическая летопись всегда фрагментарна, а генетические исследования, сделанные лишь на отдельных частях генома, могут дать неточные результаты. Кроме того, ранее выполненные работы, были неидеальны в плане отбора образцов: выводы были сделаны на анализе ДНК домашних питомцев. Чаще всего к ним относятся либо породистые собаки, либо гибриды нескольких пород. Генотипы домашних собак недостаточно разнообразны, чтобы проследить их происхождение, так как эти животные происходят от очень небольшого числа предков.

Авторы нового исследования пошли другим путем: наряду с породистыми собаками, они решили проанализировать и полные геномы «деревенских» собак — то есть животных, у которых нет хозяев, но которые живут вблизи от человеческих поселений (всего в исследовании участвовало 4676 породистых собак из 161 породы и 549 «деревенских» собак). Такие собаки не привязаны к определенному месту, и могут относительно свободно перемещаться и скрещиваться. В то же время, хозяева не перевозят этих собак на большие расстояния, что дополнительно затрудняет анализ происхождения домашних питомцев. Кроме того, к «деревенским», то есть бесхозным, собакам относится большинство собак в мире, так что на их данных, можно аккуратнее проследить истоки разнообразия собачьих геномов.

Чтобы установить, где же из волков появились первые собаки, ученые взяли образцы крови деревенских собак со всего света (точнее, из 38 стран). Чтобы получить самую полную картину, исследователи решили не ограничиваться анализом определенных участков ДНК, а исследовали генетические маркеры всего генома животных.

Как по последовательностям ДНК собак из разных точек света можно выяснить, где собаки появились раньше всего? Для этого, ученые использовали тот же метод, с помощью которого можно убедиться, что люди произошли из Африки — сравнивали сцепление генетических вариантов. Если популяция произошла от небольшого числа особей, у ее представителей часто будут встречаться определенные комбинации генетических вариантов — чаще, чем если бы эти генетические варианты качественно перемешивались. Такое перемешивание возможно, только если у популяции есть богатый набор генов — то есть, если она произошла от большого числа предков. Если какие-то комбинации генетических вариантов встречаются чаще, чем можно было ожидать, говорят о неравновесном сцеплении генов.

По данным о неравновесном сцеплении генов можно доказать, что люди произошли из Африки, а не, к примеру, из Англии. У жителей Англии группы сцепления генетических маркеров намного длиннее, чем у жителей Африки. То есть, англичанам многие генетические варианты трудно обменять на что-то другое, поэтому довольно протяженные участки ДНК у представителей этой популяции могут оставаться одинаковыми. У африканцев группы сцепления генетических вариантов намного короче. Это означает, что африканцы произошли от более разнообразной популяции, чем англичане. В таких сравнениях можно установить, что жители Африки происходят от большего числа предков, чем жители всех остальных частей планеты. Из этого следует, что, к примеру, Англии досталась лишь часть генетического разнообразия Африки — то есть, Англию отправилась заселять лишь небольшая часть древних людей.

Таким методом удалось определить, что одомашнивание волков и появление первых собак произошло в Центральной Азии — приблизительно на территории современных Монголии и Непала или между ними. Для этого региона, сцепление генетических вариантов оказалось ближе всего к равновесному: генетическое разнообразие собак там было самым большим. В ближайших районах — Восточной и Юго-западной Азии, а также Индии — значения этого параметра несколько выше, и затем, по мере удаления от центральной Азии, растут. Отметив значения неравновесного сцепления генов в тех точках карты, где были взяты образцы, можно проследить, как новые друзья человека распространялись по земному шару (рис. 1).

Теперь, когда мы приблизительно знаем, где именно произошло одомашнивание собак, остается ждать археологических находок в этих регионах, которые подскажут, как именно шел процесс приручения. Сейчас, популярна такая гипотеза: люди широко распространились и за счет активной охоты стали менять условия жизни всех животных. В какой-то момент, волкам, в особенно густонаселенных людьми регионах стало выгоднее переключиться с активной охоты на образ жизни падальщиков. При этом волки могли следовать за людьми и питаться остатками пищи с их стола. Из-за этого волки изменились — им больше не нужно было быть опасными охотниками, размеры их тела уменьшились, а хищнические повадки стали меньше заметны (C. A. Driscoll et al., 2009. From wild animals to domestic pets, an evolutionary view of domestication). Поэтому, с волками стало легче иметь дело, а раз уж они сами шли за группами охотников, оказалось возможным превратить их в помощников, и даже — в друзей.

Источник: L. M. Shannon et al. Genetic structure in village dogs reveals a Central Asian domestication origin // PNAS. 2015. DOI: 10.1073/pnas.1516215112.

Юлия Кондратенко

Источники:

1. elementy.ru