КулЛиб - Скачать fb2 - Читать онлайн - Отзывы  

Моя маленькая зебра: секреты приручения (fb2)


Настройки текста:



Генри Николлс Моя маленькая зебра: секреты приручения

В 2003 году, когда генетик Сванте Пяабо находился в Новосибирске, третьем по величине городе России, он решил посмотреть на знаменитый эксперимент, проводимый Институтом цитологии и генетики, который находится в этом городе. Пятьдесят лет назад тогдашний глава Института цитологии и генетики, генетик Дмитрий Беляев, начал разводить серебристых лисиц, чтобы увидеть, насколько легко их можно приручить. Однако Пяабо не знал, что Беляев также поставил еще один эксперимент с крысами в 1970-х годах. На этот раз одна линия крыс была выбрана для приручения, а другая - для агрессии.

Когда Паабо увидел их, он был ошеломлен. Всего за 30 лет отбора исследователи Института цитологии и генетики создали две популяции, которые вряд ли могут быть более разными. «Я мог вынимать прирученных из клетки голыми руками. Они заползали под мою рубашку и, казалось, действительно искали контакта и наслаждались им», - вспоминает Паабо. «Агрессивные животные были настолько агрессивны, что у меня возникло ощущение, что 10 или 20 из них, вероятно, убьют меня, если выйдут из клеток».

Пэабо понял, что это прекрасная возможность раскрыть генетические изменения, ответственные за различия в поведении. Вернувшись в Институт эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия, Паабо и его команда пытались сделать именно это. Если им это удастся, их выводы могут иметь далеко идущие последствия.

Зебра, например, упрямый зверь, который препятствовал всем попыткам одомашнить его, как и гепард, африканский буйвол и носорог. Понимание генетической основы приручения может позволить одомашнить неодомашненных и превратить экзотические виды в сельскохозяйственных животных или даже домашних животных. Это также может помочь нам понять, что делает некоторых людей чрезмерно агрессивными, и, возможно, даже привести к лечению поведенческих расстройств.

Большинство одомашненных млекопитающих действительно сильно отличаются от своих диких предков: они часто имеют совершенно другую форму тела, часто имеют необычный рисунок шерсти или отметины, и нередко они могут размножаться круглый год. Неужели потребовалось много-много поколений, чтобы накопить все эти различия?

Чарльз Дарвин определенно так думал, предполагая, что процесс приручения был «незаметно медленным». Но Беляев думал иначе. Он предположил, что многие из черт, типичных для одомашненных, возникли из-за того, что наши далекие человеческие предки сделали свой первоначальный отбор диких животных на основе только одной, довольно практической характеристики: прирученности. Если бы это было так, одомашнивание было не только простым, но и потребовало бы гораздо меньше поколений, чем предполагалось.

Простой мысленный эксперимент даст представление о том, как, вероятно, видел вещи Беляев. Представьте себя примерно на 10 000 лет назад. Вы охотитесь и собираете столько, сколько себя помните, и, откровенно говоря, вам это надоело. Там, на горизонте, стадо травоядных. Как вы думаете, было бы неплохо, если бы вы могли держать и разводить несколько собак рядом с домом? У вас будет свободный доступ к мясу и молоку круглый год. Жизнь была бы намного проще.

Вы медленно приближаетесь к стаду. Пугливые животные топают ногами и отступают. Невозмутимые моргают и остаются на месте. В результате животные, которых вы забираете домой, меньше всего беспокоят человеческое общество. Если эта поведенческая черта имеет генетическую основу, вы уже выбрали животных, обладающих генами приручения. Это, по мнению смелых русских, является решающим шагом в приручении. Все остальное, что характерно для большинства одомашненных млекопитающих, - висячие уши, различные отметины на шерсти и измененное воспроизводство - являются просто побочными продуктами отбора для приручения.

В 1959 году Беляев решил проверить свою идею. Он получил 130 относительно дружелюбных чернобурых лисиц на звероферме в Эстонии и поселил их на ферме недалеко от городка Каинская Заимка на окраине Новосибирска. Он начал их разводить, но в каждом поколении позволял воспроизводить только самых ручных животных. В течение четырех поколений некоторые из лисиц начали вилять хвостом; через восемь поколений на некоторых потомках стали появляться новые пятна и отметины; затем уши свисали, хвосты укорачивались, черепа расширялись, и лисы становились более расслабленными во время размножения. Спустя всего 20 лет команда Беляева создала домашнюю лисицу.

Показательны дальнейшие исследования физиологии животных. По сравнению с дикими серебряными лисицами, у ручных лисиц снижена активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси - сложного набора нервных и гормональных сигналов, которые, среди прочего, контролируют реакцию животного на стресс. Прирученные лисы также имеют более высокий уровень в мозге серотонина - нейромедиатора, подавляющего агрессивное поведение. Эти и другие тонкие модификации в некоторой степени объясняют, почему ручные лисы так расслаблены.

Дмитрий Беляев в 1984 году с некоторыми из ручных чернобурых лисиц, которых он разводил всего несколько поколений. (РИА Новости)
Однако чернобурка - всего лишь одно животное. Приведет ли отбор на приручение к таким же быстрым изменениям и у других млекопитающих? Чтобы решить эту проблему, в 1972 году Беляев получил группу диких крыс и приступил к созданию двух линий.

Затем Беляев обратил внимание на американскую норку. Он подошел к звероферме, где содержалось 30 000 животных, и ушел с 200 относительно ручными особями. После всего лишь четырех поколений селекционного разведения появилось явное свидетельство того, что одомашнивание продолжается. Не только к животным стало легче приблизиться, но и стали появляться новые цвета шерсти и другие анатомические особенности, точно так же, как у лисиц.

Приручение выдр
Начиная с 1980 года исследователи начали ловить диких речных выдр, привозя их на ферму с острова Сахалин, к северу от Японии. Тринадцать лет и три поколения спустя процент прирученных речных выдр на ферме увеличился более чем в три раза, с примерно 10 процентов вначале. Эти животные также могли похвастаться более светлыми отметинами, более ранним воспроизведением и изменениями в химии мозга.

Результаты этих экспериментов позволяют предположить, что Беляев был прав: далекие от характерных черт одомашненных млекопитающих, требующих сотен поколений селекционного разведения, они начинают проявляться всего в нескольких. Для всех животных отбор для приручения принес с собой новые варианты окраски и измененное воспроизводство, фактически почти все черты, типичные для одомашненных видов. По словам Людмилы Трут, которая руководила экспериментами после смерти Беляева в 1985 году, отчасти причина в том, что разведение на приручение приводит к изменениям во времени процессов развития.

С распадом Советского Союза в начале 1990-х годов эти новаторские эксперименты столкнулись с трудностями. К концу десятилетия, имея мало денег на еду или зарплату, Институт цитологии и генетики был вынужден сократить количество племенных лисиц с 700 до 100, а количество норок с 6000 до примерно 1000. Программа по выдрам не выдержала финансовый кризис, хотя некоторых прирученных животных и их потомков все еще можно увидеть в Московском зоопарке.

Дела пошли на поправку после того, как Паабо пришел посмотреть на лисиц. После некоторых переговоров Трут согласился создать колонии ручных и агрессивных крыс в Германии, чтобы позволить идентифицировать генетические изменения у животных. «На то, чтобы все было на месте, потребовалось больше года, - говорит Паабо. Когда в конце 2005 г. 15 ручных и 15 агрессивных крыс покинули Новосибирск, сотрудники Института цитологии и генетики сопровождали их до Лейпцига.

Одна из первых вещей, которые сделала группа в Германии, - это проверить, действительно ли различия в поведении крыс связаны с природой, а не с воспитанием. Для этого они меняли потомство вскоре после рождения, поэтому щенков, рожденных от ручных родителей, воспитывали агрессивные матери, и наоборот. Если послеродовая среда имеет влияние, агрессивные щенки, выращенные прирученными матерями, станут более прирученными. «Мы этого совсем не видели», - говорит Фрэнк Альберт, возглавлявший исследование («Гормоны и поведение» , том 53, стр. 413). По его словам, получавшие перекрестное воспитание крысы вели себя точно так же, как их генетические родители.

По-прежнему существует вероятность того, что гормоны, выделяющиеся во время беременности, могут повлиять на развитие плода и, следовательно, на его поведение. Чтобы избежать этого, необходимо переключать эмбрионы между матерями, чего еще не было сделано у крыс. Однако это было сделано на чернобурых лисицах и не имело очевидного эффекта.

Итак, будучи уверенными в том, что различия в поведении связаны с вариантами генов, исследователи решили их найти. Они не могли просто сравнить ДНК прирученных и агрессивных штаммов, поскольку многие различия не имели бы ничего общего с их поведением - любые две изолированные популяции будут генетически отличаться даже без отбора из-за случайных мутаций. Вместо этого они скрестили крыс. Второе поколение гибридов имело спектр поведения от чрезвычайно ручного до чудовищно агрессивного.

Следующей задачей было измерить прирученность, для чего использовали «перчатку». В двух хлопчатобумажных перчатках и в третьей из кольчуги исследователь медленно перемещает руку к крысе, пытается дотронуться до нее и поднять. «С прирученными крысами можно делать все, что угодно, - говорит Альберт. «Вы можете прикасаться к ним, вы можете поднимать их, вы можете перемещать их, вы можете двигать их руками и ногами». Кольчуга предназначена для агрессивных крыс. «В тот момент, когда вы откроете дверь клетки, некоторые из них налетят на перчатку, укусят ее, схватятся и закричат», - говорит он. «После тестирования у вас иногда появляются синяки на пальцах».

Каждый тест перчаток записывается на видео, поэтому исследователи, не имеющие прямого контакта с крысами, могут объективно оценить, насколько они ручные или агрессивные. Затем команда сравнила поведенческие оценки с 200 генетическими маркерами. Их предварительные результаты, опубликованные в июне этого года (Genetics , vol 182, p 541), выдвигают на первый план несколько ключевых областей генома, которые оказывают сильное влияние на приручение. «Есть по крайней мере пять генов, а возможно, и больше, которые имеют очень сложное взаимодействие», - говорит Альберт.

Теперь миссия состоит в том, чтобы выяснить, что это за гены и что именно они делают. «Если есть несколько мутаций, каждая из которых оказывает небольшое влияние на поведение, это будет довольно сложно», - говорит Лейф Андерссон, генетик из Упсальского университета в Швеции, участвовавший в проекте. «Однако один из наших локусов оказывает большое влияние и влияет как на поведение, так и на размер надпочечников», - говорит он. «Я оптимистично настроен, что мы сможем выявить мутацию и ген, лежащий в основе этого основного эффекта, в течение нескольких лет».

Сеть генов.
Если у вас будет достаточно времени, более кропотливая работа и немного удачи, вполне вероятно, что исследователи определят всю сеть генов, ответственных за приручение и агрессию у крыс. «Когда они у нас появятся, мы, конечно, увидим, отличают ли одомашненных животных от их диких родственников одни и те же гены и одни и те же физиологические пути», - говорит Альберт. «Это может быть обычная вещь».

В самом деле, одни и те же гены могут оказаться в основе социального поведения у широкого круга млекопитающих, включая нас (см. Статью «Прирученная обезьяна» ниже). Например, Трут видит много общего между чернобурками и людьми. «Диапазон поведения этих лисиц имеет значительные параллели с поведением нормальных и неупорядоченных моделей человеческого общения», - говорит она. Она надеется, что фармацевтические компании начнут использовать черных лисиц для исследования потенциальных методов лечения поведенческих проблем. Продажа лисиц в качестве домашних животных может стать еще одним потенциальным источником дохода для Института цитологии и генетики, испытывающих трудности. По словам Трут, из них получаются хорошие домашние животные, преданные, как собаки, но такие же независимые, как кошки.

Если существует общая генетическая основа для одомашнивания, работа Паабо и Альберта могла бы значительно облегчить приручение других видов. Возьмем, к примеру, африканского буйвола. Он известен своей агрессивностью, убивая ежегодно больше людей, чем львы. Выгоды от создания линии менее изменчивых - даже дружелюбных - буйволов были бы огромны. Поскольку эти животные хорошо приспособлены к местным условиям, они составят более крепкое стадо, чем домашний скот. Их одомашнивание может быть просто вопросом проверки буйволов, чтобы найти их с правильными генами, и создания подходящих пар. Если это не удастся, появится перспектива более непосредственной работы с геномом африканского буйвола.

Некоторые люди будут возражать против самой идеи приручения более диких видов, будь то для фермерских хозяйств или в качестве домашних животных. Но многие прирученные животные, такие как собаки, кошки, лошади, овцы, сейчас намного превосходят численностью своих диких сородичей. Разве не было бы лучше, если бы некоторые животные, которым угрожает опасность, выжили как домашние животные или сельскохозяйственные животные, а не вообще?

Есть определенная апелляция к идее приручения экзотических существ. Взять, к примеру, зебр. Некоторым людям удалось на них оседлать, но полностью приручить их так и не удалось. «Возможно, мы недостаточно старались найти зебр, подходящих для приручения», - предполагает Андерссон. Если генетический квест Паабо откроет секрет приручения зебры, Королевский Аскот, возможно, уже никогда не будет прежним.

Прирученная обезьяна
Возможно, мы тоже продукт приручения. За последние 30 тысяч лет размер человеческого мозга, размер зубов и размер челюсти уменьшились - точно такие же изменения, которые произошли при приручении таких животных, как собаки, говорит Ричард Рэнгэм, биологический антрополог из Гарвардского университета. Это поднимает интригующую возможность того, что люди прошли эволюционный путь от агрессивных предков, похожих на шимпанзе, до относительно ручных видов, которыми мы являемся сегодня.

Если это так, то кто приручил? Ответ, предлагает Рэнгхэм, состоит в том, что мы это сделали. Он утверждает, что люди являются «самодомашненными обезьянами», естественный отбор предпочитает особей, которые проявляют покорность и готовность к сотрудничеству, и отсеивает наиболее агрессивных и враждебных среди нас.

Генри Николлс - научный журналист из Лондона.

http://www.newscientist.com/articleimages/mg20427281.500/0-my-little-zebra-the-secrets-of-domestication.html




MyBook - читай и слушай по одной подписке