Японский волк — ближайший родственник собак

Вопрос филогении волков привлекает внимание не только ученых, но и людей, не связанных с наукой. Интерес вызван тем, что волк является ближайшим родственником древнего спутника человека — собаки. Новое геномное исследование показало, что вымершего японского волка можно считать ближайшим родственником собак. Результаты размещены в базе bioRxiv.

В настоящее время считается, что собаки произошли от вымершей популяции волка, но до сих пор не было никакой информации об этой популяции. Авторы новой работы проверили, как связан с собаками японский волк Canis lupus hodophilax, подвид серого волка, обитавший на островах Японии и вымерший 100–120 лет назад.

Ученые секвенировали геномы 9 японских волков и 12 современных собак японских пород сиба, акита и кисю и проанализировали в них однонуклеотидные полиморфизмы (SNP). В анализе также использовались геномы 88 современных и ископаемых волков и современных собак, полученные из геномных баз.

Первичный анализ методом главных компонент показал, что серый волк, собаки и японский волк формируют три отдельных кластера. При этом среди собак наиболее близкими к японскому волку оказались динго и новогвинейские поющие собаки.

По результатам анализа филогенетической структуры, серый волк, японский волк и собаки формируют три монофилетические ветви. При этом японский волк на дереве располагается между собаками и серым волком. Более подробное исследование с использованием f3 статистики показало, что динго и поющие собаки ближе всего к японским волкам, в то время как африканские собаки более близки к серым волкам Среднего Востока.

Так как топология филогенетического дерева может изменяться под влиянием интрогрессии, ученые оценили степень обмена генами между японскими волками и другими группами. Анализ с использованием f3 и f4 статистик выявил высокую степень сродства между японским волком и динго, поющими собаками и японскими собаками, в то время как собаки Западной Евразии демонстрировали малый уровень сродства с японским волком. На основе этих результатов ученые построили еще одно филогенетическое древо, на котором африканские собаки были единственными представителями собак. Такое дерево сохраняло общую топологию дерева, полученного в первичном анализе. Это означает, что из всех волков японский волк стоит ближе всего к собакам.

Более глубоко была изучена связь японского волка с собаками Восточной Евразии. Анализ с использованием f4 статистики выявил следы генетического потока от японских волков к собакам, но не наоборот. Интересно, что такая ситуация противоположна ситуации с современными волками, в которой поток генов идет от собак к волкам. Наибольшую долю волчьего генома несут динго и поющие собаки (5,5%), меньшую — японские собаки (3–4%) и другие собаки Восточной Евразии. При этом ученые отмечают, что различный уровень сродства отдельных японских волков к собакам может свидетельствовать о присутствии у них небольших фрагментов собачьего генома, которые не были обнаружены f-статистикой.

Авторы также идентифицировали шесть регионов генома японских собак акита и сиба, которые перекрываются с геномом японских волков. Такие «волчьи» регионы могут вносить вклад в формирование отличительных черт японских пород.

В целом исследование показывает, что японский волк формирует сестринскую группу по отношению к современным собакам. По мнению ученых, полученные результаты поддерживают гипотезу о том, что собаки были одомашнены из ныне вымершей популяции волков. Дальнейшие исследования генома японских волков и древних собак могут пролить свет на историю одомашнивания собак.