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

Начиная свой эксперимент с лисами, Дмитрий Беляев предполагал, что в ходе доместикации всех видов животных был задействован в сущности один и тот же механизм искусственного отбора на неагрессивное поведение. В случае с приручением волков и лис его предположение подтвердилось, поскольку у обоих видов обнаружились сходные изменения в геномах и экспрессии генов. Но насколько это пригодится нам при изучении истории одомашнивания других видов? Участвовали ли при этом одни и те же гены? Происходили ли аналогичные изменения в их экспрессии?

Не так давно коллектив генетиков под руководством Фрэнка Альберта, в который входила и Людмила, провел сравнительный анализ генов, участвовавших в доместикации трех видов – собаки, свиньи и кролика. Был сопоставлен уровень экспрессии генов у этих животных и их диких родственников – волка, кабана и дикого кролика соответственно. Исследователи получили данные, показывающие, что во всех трех историях одомашнивания участвовали одни и те же гены, причем в их экспрессии происходили схожие изменения. Так, выяснилось, что во всех трех случаях в процесс доместикации были вовлечены два гена, участвующие в формировании мозга животных. Это удивительное открытие в настоящее время ждет своего окончательного подтверждения {156} 156 Этими генами были SOX6 и PROM1: F. Albert et al. “A Comparison of Brain Gene Expression Levels in Domesticated and Wild Animals”, PLOS Genetics 8 (2012), doi.org/10.1371/journal.pgen.1002962. .

И все же история одомашнивания других видов, включая и людей, пока скрыта от нас завесой тайны, хотя эта завеса больше не выглядит абсолютно непроницаемой. Чем совершеннее становится техника генетического анализа и чем больше новых данных об истории приручения животных дают нам археология, антропология и генетика, тем яснее мы понимаем, до какой степени схоже протекала доместикация различных видов. Когда-нибудь мы сможем проверить гипотезу Дмитрия Беляева о том, что в основе всех историй одомашнивания лежат отбор на неагрессивное поведение и дестабилизирующий отбор.

Хотя конкретные гены, вовлеченные в процесс доместикации, у отдельных видов животных могли быть разными, есть данные, позволяющие утверждать, что Беляев был прав и в общих чертах этот процесс протекал у разных видов сходным образом. Изучение «генов одомашнивания» различных животных показало, что в основе доместикации лежит целый комплекс генетических изменений, описанных Беляевым в его теории дестабилизирующего отбора. Например, изучение одомашнивания кролика в Южной Франции показало, что «[искусственный] отбор основывался, хотя бы частично, на уже существовавшей в популяции генетической изменчивости, а не на новых мутациях» – в полном соответствии с предсказанием Дмитрия Беляева {157} 157 M. Carneiro et al. “Rabbit Genome Analysis Reveals a Polygenic Basis for Phenotypic Change during Domestication”, Science 345 (2014): 1074–1079. . Все большее число исследований показывает, что, как и в случае с черно-бурыми лисами, именно изменения в экспрессии генов, а не просто их наличие или отсутствие являются ключевым фактором доместикации.

Предложенная недавно Адамом Уилкинсом, Ричардом Рэнгемом и У. Текумсе Фитчем теория, объясняющая, почему отбор по признаку спокойного поведения породил целый каскад новых признаков, также в определенном смысле подтверждает концепцию дестабилизирующего отбора. Эти авторы предполагают, что многие признаки, общие для одомашненных животных, связаны с особым типом стволовых клеток, известных как клетки нервного гребня. На очень ранних стадиях эмбрионального развития позвоночных эти клетки перемещаются вдоль так называемого нервного гребня – скопления нейронов, расположенного посреди развивающегося зародыша, – и затем мигрируют в различные участки тела, такие как передний мозг, кожа, челюсти, зубы, глотка, уши и хрящи. Уилкинс и его соавторы предполагают, что отбор на неагрессивное поведение мог сопровождаться небольшим уменьшением числа клеток нервного гребня, и поэтому «большинство [ассоциированных с доместикацией] новоприобретенных признаков, как морфологических, так и физиологических, могут быть прямо объяснены нехваткой клеток нервного гребня, а некоторые другие возникают как побочный продукт этой нехватки» {158} 158 A. Wilkins, R. Wrangham, and T. Fitch “The ‘Domestication Syndrome’ in Mammals: A Unified Explanation Based on Neural Crest Cell Behavior and Genetics”, Genetics 197 (2014): 795–808. . Как именно это происходит, пока неизвестно, но, если эта гипотеза верна, она поможет объяснить, почему спокойное поведение коррелирует с остальными особенностями, характерными для одомашненных видов, – пестрой окраской шерсти, вислоухостью, укороченными мордами, изменениями в репродуктивном цикле и т.д. Это очень интригующее предположение, которое требует новых исследований.