Генетические истории собак и людей взаимосвязаны, хотя иногда их пути расходились

Анализ геномов 27 древних собак показал, что одомашнивание волка человеком уходит в палеолит и что все собаки произошли от одной древней популяции волков. Собаки в большинстве случаев мигрировали вместе с человеком, что отражается в параллельных генетических изменениях. В частности, они одновременно с людьми перешли на рацион, обогащенный зерновыми культурами.

Credit:

Anna Yakimova | 123rf.com

Исследование генетической истории собак опубликовано в журнале Science. Это работа большой международной команды ученых, среди которых есть и российские, ее руководители — Грегер Ларсон (Оксфордский университет, Великобритания) и Понтус Скогланд (Институт Фрэнсиса Крика, Великобритания). Хотя проблема одомашнивания волков и происхождения собак изучается довольно давно, на многие вопросы еще нет ответов. Больше всего авторов новой работы интересовало, как эволюция собак связана с этапами развития человеческого общества.

Ученые секвенировали полные геномы 27 древних собак. Образцы для выделения ДНК были собраны из музейных коллекций разных стран, возраст самого древнего образца около 11 тысяч лет. О вкладе российских исследователей PCR.news рассказывает Ярослав Кузьмин (Институт геологии и минералогии СО РАН, Томский государственный университет):

— Мы предоставили материалы, которые накапливались десятилетиями. Я координировал работу с российской стороны по отбору образцов из коллекций в Москве, Екатеринбурге, Новосибирске, Красноярске, наводил мосты между российскими и зарубежными учеными. Мы участвовали и в интерпретации результатов по древней ДНК собак и человека в контексте зооархеологии и древней истории Евразии.

В этой работе была прочитана самая древняя на сегодняшний день ДНК собаки — с мезолитической стоянки Веретьё 1 в Архангельской области. Радиоуглеродное датирование определило ее возраст 10,9 тысяч лет.

Ядерная ДНК собак была секвенирована со средним покрытием 1,5х. Полученные данные проанализировали в контексте геномов современных собак. В генетическом разнообразии древних собак ученые выделили пять линий, их потомки — это собаки с Ближнего Востока (Левант), с северо-востока Европы (Архангельская область), из региона Байкала, из Юго-Восточной Азии и из Америки. Эти генетические линии, по-видимому, существовали уже 11 тысяч лет назад, а значит, одомашнивание собаки восходит к палеолиту: собаку приручили еще охотники-собиратели.

Вместе с тем данные показали, что пять линий имеют общее происхождение, то есть возникли при одомашнивании волков из одной популяции или нескольких родственных популяций. Эта древняя популяция волков отличается от современной, и у ученых пока нет ее генетических данных. Авторы не нашли признаков того, что дикие волки вносили вклад в генофонд собак после того, как произошла доместикация. Зато нашли признаки обратного потока генов — во всех современных популяциях волков была отмечена генетическая примесь собак.

Ученые провели сравнение между популяционной историей собак и людей. Исследовав «парные» по времени и месту геномы тех и других, они нашли много параллелей. Когда люди мигрировали, осваивая новые территории, они часто брали с собой собак. Важнейшим этапом для человека стало распространение земледелия и скотоводства с Ближнего Востока в Европу в неолите, которое привело к значительному генетическому изменению европейцев. Ранее проведенное исследование митохондриальной ДНК собак показало, что и собаки совершали эти миграции вместе с людьми. В дальнейшем собаки первых земледельцев смешивались с собаками европейских охотников-собирателей — аналогичное смешение ранее было показано для людей.

Одно из наиболее заметных изменений в геноме собак – увеличение числа копий гена AMY2B, который вовлечен в расщепление крахмала. Этот генетический сдвиг связан не с ранней стадией доместикации, а именно с развитием земледелия, он отражает изменение в рационе питания собак. В геноме людей происходит аналогичное увеличение числа копий гена AMY1 (это паралог гена AMY2B собак).

В генетической истории Европы большую роль сыграла миграция степных кочевников бронзового века ( ямной и других степных культур), которая значительно изменила европейский генофонд, так в геномах представителей культуры шнуровой керамики в Западной Европе степной вклад составляет две трети. Авторы посмотрели, найдутся ли здесь параллели с собаками. Они изучили собаку из степной срубной культуры (возрастом 3,8 тыс. лет), сравнили ее с собаками из культуры шнуровой керамики в Германии и нашли, что последние более половины генома унаследовали от степных предков. Что касается более поздних европейских собак, то они не демонстрируют такого сходства со степной собакой срубной культуры — в отличие от людей, в популяциях которых степной вклад сохранился до современности. Степной генетический вклад в популяционной истории человека распространился не только на запад, но и на восток и привел к формированию некоторых культур Сибири. У собак степной генетический вклад проник, по-видимому, еще дальше на восток и обнаружился у восточноазиатских собак.

Еще один пример генетических параллелей — собаки из региона Байкала (возраст 7 тыс. лет) сочетают в геноме признаки древних европейских и американских собак подобно тому, как древние люди из этого региона несли генетические компоненты европейцев и коренных жителей Америки.

Однако есть и множество локальных примеров, когда генетические истории собак и людей расходятся. Это показывает, что люди иногда мигрировали без собак, а собаки перемещались между разными группами людей.

Авторы пишут, что со временем генетические различия собак сглаживаются, так, современные европейские собаки имеют примерно одинаковые доли предковых компонентов с Ближнего Востока и с севера Европы (46% и 54% соответственно), и этот генетический состав распространился по всему миру.

— Мы провели совместный анализ древней ДНК волков и собак Евразии, используя всю ранее известную информацию и сравнив историю собак и людей по данным ДНК и археологии, — подытожил Ярослав Кузьмин. — И пришли к таким выводам. Собаки появились в позднем палеолите — ранее, чем 11 тысяч лет назад — в одном географическом регионе Евразии. В каком — пока непонятно. Уже в начальный период доместикации существовало несколько групп собак, генетически отличавшихся друг от друга. История распространения собак по Старому Свету во многом сходна с процессом формирования человеческих популяций в голоцене, хотя не везде собаки передвигались вместе с людьми.

Источник

Anders Bergström, et al. // Origins and genetic legacy of prehistoric dogs // Science (2020), 370, 557–564; DOI: 10.1126/science.aba9572

Добавить в избранное

Вам будет интересно