Исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что домашние собаки по структуре ДНК ближе к древним серым волкам из восточных регионов Евразии, чем из западных. Это даёт основание предполагать, что очаг доместикации находился на востоке Евразии. Тем не менее ни один из проанализированных древних волчьих геномов не связан напрямую с домашними собаками; это означает, что древний предок собак всё ещё не найден.
Возникновение собак как первых домашних животных давно находится в сфере важнейших приоритетов палеонтологов, зоологов и археологов. Если до конца 1990-х гг. для изучения времени и места появления первых собак использовались классические палеонтологические и археологические методы, то начиная с 2000-х гг. стал применяться анализ ДНК собак из различных частей Земли. Однако постепенно стало ясно, что для понимания того, где и когда появились первые собаки, нужно хорошо знать ДНК их дикого предка – серого волка (Canis lupus). Данные по ДНК серых волков, живших в Евразии и Америке до начала процесса доместикации, около 14–15 тысяч лет назад (тыс. л.н.), были крайне ограничены до последнего времени. Существующий с 2014 г. международный проект, в котором участвует в.н.с. ИГМ СО РАН Ярослав Кузьмин, поставил целью восполнить этот существенный пробел. Постепенно к исследованию подключились 9 ДНК лабораторий, а также научные сотрудники из 38 институтов 16 стран мира.
В журнале Nature 29 июня 2022 г. опубликованы новые данные по ДНК древних (плейстоценовых) серых волков Евразии и Америки (Bergström et al., 2022). Это результат работы неформального коллектива из 81 исследователя; в его составе 14 россиян из Якутска, С.-Петербурга, Москвы, Новосибирска и Екатеринбурга. В качестве фактического материала выступили находки ископаемых волков Европы, Азии (в основном из севера Сибири, а также Горного Алтая и Урала) и Северной Америки. Из них удалось выделить 66 новых геномов (рис. 1) животных, живших в последние 100 тыс. лет. Они представляют собой уникальный массив данных, так как это первый случай, когда напрямую прослежен естественный отбор у крупного животного в течение 100 тыс. лет. Что же стало известно в результате новых исследований?
Рис. 1. Карта местонахождений древних волков с новыми данными по ДНК (источник: Bergström et al., 2022).
Во-первых, волки, жившие после 23 тыс. л.н., по структуре ДНК оказались гораздо ближе друг к другу, чем особи, имеющие возраст более 28 тыс. л.н. Более «молодые» волки ближе к сибирской группе, чем к европейской или среднеазиатской. Это означает, что ДНК волков сибирского типа распространилось на территории Европы около 35–50 тыс. л.н. Последствия расселения сибирских волков в древности обнаружены в ДНК популяций Северной Америки – на Аляске и в бассейне р. Юкон. Свидетельств миграций в противоположном направлении – из Америки в Азию – для волков не найдено. Таким образом, стало ясно, что до 23 тыс. л.н. степень дифференциации ДНК волков Евразии и Аляски была низкой; источником их расселения была Сибирь. В голоцене (последние 10 тыс. лет) миграции из Сибири в другие части Евразии прекратились, и европейские популяции волков постепенно распространились на территории Сибири и Китая.
Во-вторых, некоторый «след» (10–40%) от ДНК древних европейских волков все-таки существует сегодня в ДНК современных волков Европы, что говорит о неполном замещении европейских популяций сибирскими в глубокой древности. Наличие древних предков, след от которых сохранился в ДНК волков Европы до наших дней, также говорит о том, что в конце плейстоцена (около 12–20 тыс. л.н.) волки, в отличие от некоторых других млекопитающих (так называемой «мегафауны» – мамонтов, шерстистых носорогов, бизонов, пещерных медведей и львов и других видов), не находились на грани вымирания. Это важный вывод, который невозможно получить на основе чисто палеонтологических методов.
Рис. 2. Анализ принципиальных компонент для ДНК 21 волков Евразии и Северной Америки старше 28 тыс. л.н. («wolves»), с наложением ДНК древних собак («dogs») (источник: Bergström et al., 2022).
В-третьих, установлено, что по характеристикам ДНК собаки близки к волкам, жившим после 28 тыс. л.н. Это означает, что предки домашних собак были связаны генетически с популяциями волков, жившими по крайней мере до 28 тыс. л.н. Древние собаки имеют самое большое сходство с волками из Сибири, датированными около 23–13 тыс. л.н. (рис. 2). Отсутствие схожести ДНК древнейших собак с волками Европы (рис. 2) позволяет сделать вывод о том, что они не происходят от европейских волков.
В-четвертых, установлено, что, хотя волки северо-востока Сибири возрастом 23–13 тыс. л.н. наиболее близки к древнейшим собакам, они не являются непосредственными предками последних. Это означает, что собаки происходят от какой-то пока неизвестной в плане ДНК популяции плейстоценовых волков, которая по своим генетическим характеристикам отличается от известных сегодня данным по ДНК древних волков Сибири.
В-пятых, структура ДНК собак с о. Жохова (сибирская Арктика) сходна с древними собаками района озера Байкал, Северной Америки и северо-востока Европы (Веретьё, район озера Лача в Архангельской области), а также современными «поющими» собаками о. Новая Гвинея (рис. 3). Таким образом, можно заключить, что все они происходят от одной популяции древних волков – вероятнее всего, из Сибири.
Рис. 3. Распространение древних и более молодых собак и их предковые популяции волков: синий цвет – восточные популяции (на основе ДНК собак с о. Жохова); оранжевый цвет – западные популяции (на основе современного волка из Сирии); крестики – популяции волков с возрастом 25–10 тыс. л.н., не являющиеся предками собак (источник: Bergström et al., 2022).
В-шестых, удалось внести больше в вопрос о существовании второго очага доместикации волка, который мог находится в Западной Европе. Установлено, что древние ближневосточные собаки и современные африканские собаки (и в меньшей степени – собаки Европы) имеют связь с волками западной Евразии, датированными старше 23 тыс. л.н. (рис. 4, оранжевый цвет). Тем не менее этот вывод может быть ошибочным, если имел место генетический обмен между сирийским волком и древними собаками Ближнего Востока, что пока неясно. На рис. 4 видно, что отдельная предковая линия (синий цвет) включает собак из восточных регионов Евразии («Baikal dogs»; возраст – 7 тыс. лет) и собаку из мезолитической стоянки Веретьё («Karelian dog»), датированную около 10.9 тыс. л.н. Таким образом, собака стоянки Веретьё с древнейшим известным на сегодня ДНК, что установлено в результате выполнения данного проекта (см. Feureborn et al., 2021), связана с сибирской предковой популяцией волков.
Рис. 4. Соотношение «восточной» и «западной» предковых линий собак (источник: Bergström et al., 2022).
Основные выводы сводятся к следующему:
- Собаки имеют более тесную связь с серыми волками из Сибири, чем из западных регионов Евразии. Древние «восточные» волки являются предками первых собак в Сибири, Северной Америке, Восточной Азии и северо-восточной Европе.
- Второй очаг доместикации собаки, представленный волками-предками, жившими в западной части Евразии (Европе), внёс 20–60% ДНК в формирование первых собак Ближнего Востока и современных собак Африки, и 5–25% ДНК – в возникновение неолитических и более поздних собак Европы.
- Двойная «предковость» собак (то есть происхождение от двух популяций волков) нашла отражение в их ДНК. Однако плейстоценовые волки Европы не являются предковой популяцией первых собак.
- Можно предположить два сценария доместикации волка:
а) два независимых очага одомашнивания, протекавшие в восточной (Сибирь) и западной (Европа) частях Евразии, с последующим объединением (не позднее 7.2 тыс. л.н.; это дата древнейшего генома собаки с Ближнего Востока) при доминировании «западного» очага;
б) единственный «восточный» (сибирский) очаг доместикации, с последующим смешиванием с «западными» волками по мере попадания собак в юго-западную Евразию. - Наиболее вероятно, что древнейшие собаки в западных регионах Евразии, сходные с «карельской собакой» из стоянки Веретьё (10.9 тыс. л.н.), имеют изначально «восточное» происхождение, что говорит в пользу одного («восточного») очага доместикации.
В исследование не вошли древние волки из многих частей Евразии (см. рис. 1), и поэтому полученные результаты являются предварительными. Для продолжения работ необходимо получить информацию по ДНК древних волков из этих регионов.
Источники:
- Bergström A. et al. Grey wolf genome history reveals a dual ancestry of dogs // Nature. – 2022 (in press); https://doi.org/10.1038/s41586-022-04824-9
- Feuerborn T. et al. Modern Siberian dog ancestry was shaped by several thousand years of Eurasian-wide trade and human dispersal // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. – 2021. – Vol. 118. – № 39. – e2100338118; https://doi.org/10.1073/pnas.2100338118