Ли Дугаткин - Как приручить лису (и превратить её в собаку). Сибирский эволюционный эксперимент

В первые десять лет проведения эксперимента Дмитрий Беляев и Людмила Трут не имели возможности проследить биохимические изменения, происходившие с доместицируемыми лисами. Найденные ими различия в гормональном уровне у ручных и диких животных были хорошей заявкой на будущее. Но с каждым годом методы изучения гормонов и манипуляции ими становились все совершеннее. В 1970-е гг. в этой области науки был достигнут значительный прогресс, позволивший нашим героям сделать еще более значительные открытия.

Одни из самых замечательных новых открытий касались серотонина. Поначалу этот нейромедиатор, открытый в 1930-х гг., рассматривался как вещество, участвующее в сокращении мускулов и поддерживающее тонус мышц. Само его название переводится примерно как «тонизирующая сыворотка» {73} 73 Название «серотонин» вошло в оборот позже. . В самом начале 1970-х гг. обнаружилось, что высокий уровень серотонина в мозге снижает беспокойство и поднимает настроение. В 1974 г., именно тогда, когда Людмила и Пушинка поселились в домике на краю зоофермы, рынок лекарств буквально взорвало появление прозака – первого антидепрессанта на серотониновой основе. Эти открытия натолкнули Дмитрия на мысль, что спокойствие и довольство «элитных» лис могут объясняться повышенным уровнем серотонина в их организме. Когда Людмила провела соответствующие измерения, догадка подтвердилась: у ручных лис уровень серотонина был значительно выше, чем у контрольных особей. Иными словами, они не только выглядели более довольными и благополучными, они на самом деле такими были . По крайней мере, об этом свидетельствовали гормоны. То же самое наблюдается и у собак по сравнению с волками: уровень серотонина у первых гораздо выше {74} 74 G. Z. Wang et al. “The Genomics of Selection in Dogs and the Parallel Evolution between Dogs and Humans”. Nature Communications 4 (2013), DOI:10.1038/ncomms2814. .

Другим очевидным кандидатом на изучение был гормон мелатонин, определяющий сроки спаривания и воспроизводства потомства у многих видов млекопитающих. Людмила и Дмитрий предполагали, что он отвечает за более раннее наступление эструса у «элитных» самок, а также за то, что у некоторых из них течка происходила чаще чем раз в год. В природных условиях период спаривания у многих животных приходится на то время, когда увеличивается продолжительность светового дня. Поскольку секреция мелатонина коррелирует с количеством солнечного света, получаемого животным, этот гормон должен быть как-то связан с размножением. Количество света закономерно изменяется в соответствии с суточным и годичным циклами. Днем уровень мелатонина снижается, ночью – растет. Поэтому и предполагалось, что изменения в его концентрации, происходящие в конце зимы – начале весны, когда день становится длиннее, могут «запускать» спаривание у многих видов.

Органом, управляющим колебаниями секреции мелатонина, служит эпифиз (шишковидная железа) – крошечная железа, расположенная в недрах мозга. Благодаря своим свойствам она получила название «третий глаз». Когда-то считалось, что эпифиз напрямую связан с важнейшими жизненными функциями, недаром же он расположен в самом центре мозга. В XVII в. Рене Декарт даже предположил, что в нем находится «вместилище души», где рождаются мысли {75} 75 Декарт, в письме от 29 января 1640 г. См.: Descartes’s View of the Pineal Gland in “The Stanford Encyclopedia of Philosophy”. https://plato.stanford.edu/entries/pineal-gland/. . Но для чего, кроме восприятия света, еще нужна эта железа, долго оставалось тайной. В конце концов ученые установили, что она производит мелатонин и многие другие гормоны. Также обнаружилось, что изменения уровня мелатонина усиливают секрецию половых гормонов, регулирующих процессы спаривания и воспроизводства потомства.

Дмитрий и Людмила решили узнать, есть ли прямая связь между количеством солнечного света, получаемого лисами, и их готовностью к спариванию. В течение осени Людмила и ее помощницы подвергали «элитную» и контрольную группы лис воздействию света на два с половиной часа в день дольше, чем было характерно для этого времени года. Тогда они еще не умели напрямую определять уровень мелатонина у животных: только-только разработанная процедура была технически сложной. Однако Людмила могла измерять уровень половых гормонов, что было гораздо проще. Выполнив необходимые анализы, она и ее команда установили, что в принципе увеличение светового воздействия вызвало повышение гормонального уровня у животных обеих групп, но гораздо сильнее этот эффект проявился у «элитных» лис. Более того, он наблюдался не только у самок, но и у самцов – у них до этого никаких серьезных изменений в физиологии размножения не отмечали. У некоторых исследованных животных уровень гормонов был так высок, что они были готовы к спариванию прямо в момент обследования, и опять-таки это касалось как самок, так и самцов: еще одна важная новость, которую дал эксперимент с лисами. Теперь Людмила могла напрямую проверить, могут ли ее подопечные приносить потомство два раза в год, как это свойственно многим одомашненным видам. Она тщательно подобрала партнеров для спаривания, но увы, ни одна из самок не забеременела. Судя по всему, высокий уровень гормонов был важным, но не единственным фактором, определяющим успех размножения. И все же это было замечательное открытие. Выяснилось, что самки, течка у которых наступает раньше без увеличенного воздействия света, при прочих равных условиях отличаются измененным уровнем мелатонина по сравнению с «обычными» самками. Увы, без прямых измерений нельзя было понять, повышенный или, наоборот, пониженный уровень этого гормона им свойственен. Чтобы решить данную загадку, требовалось участие специалиста.