Сегодня - 22.07.2019

Как появились собаки – «первые друзья» древнего человека?

10 ноября 2016

Ответ на этот вопрос давно интересует ученых из различных областей знания – биологии, генетики, геологии, археологии. На рабочем совещании в октябре этого года были подведены предварительные результаты работы по международному проекту, посвященному изучению этого вопроса. О нем рассказал ведущий научный сотрудник Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН доктор географических наук Ярослав Всеволодович Кузьмин.

 
‒ Исследования, в которых задействованы не менее 20 ключевых организаций Европы, Америки и Азии, продолжаются с 2014 года, и о них я уже рассказывал читателям «НВС» (см. выпуск от 19 июня 2014 г.). На этот раз в Университете Ливерпуля (Великобритания) для подведения первых итогов проекта «Расшифровка одомашнивания собаки на основе совместного анализа древней ДНК и геометрического морфометрического подхода», финансируемого британским Национальным советом по изучению окружающей среды (National Environmental Research Council, NERC), собрались 25 специалистов по палеонтологии, молекулярной биологии и генетике (анализ современной и древней ДНК), а также археологии и антропологии.
 
 
Организаторы встречи (они же лидеры проекта) Грегер Ларсон (Greger Larson) и Кейт Добни (Keith Dobney) пригласили на нее практически всех ведущих специалистов по данной проблематике. Такая политика открытости и равноправия, весьма нечастая в высококонкурентном сообществе молекулярных биологов, приносит плоды ‒ не нужно повторять в разных лабораториях анализы одних и тех же образцов, а также собирать еще раз данные из близко расположенных регионов; свободный обмен мнениями позволяет сблизить позиции и прийти к лучшему пониманию многих нерешенных вопросов доместикации животных (появления не только собаки, а также свиньи, лошади, курицы). Как в ходе координационного совещания в 2013 г. в Университете Абердина (Великобритания), в котором я участвовал, так и сейчас лидеры проекта заверили коллег в том, что для них будет полностью открыт доступ к полученным по проекту результатам.
 
Почему сегодня так важно объединение усилий? Дело в том, что для выяснения деталей процесса появления домашних собак (возраста, географического положения, способов и условий одомашнивания) сегодня ни у одной из работающих в этом направлении исследовательских групп не хватит ни сил, ни времени, ни финансов. Необходимо собрать не десятки и сотни (как это было в 1990–2000-х гг.), а уже тысячи образцов костей и зубов собак и волков, что под силу только коллективу из нескольких десятков экспертов. Это можно проиллюстрировать простым примером: за минувшие 15 лет в ведущих мировых научных журналах Nature и Science регулярно появляются статьи, в которых «родиной» собаки объявляется то Восточная Азия, то Африка или Ближний Восток. Основным материалом для анализа служит ДНК современных деревенских (то есть беспородных) собак. В последние четыре-пять лет стало ясно, что дальнейшее наращивание массива такой информации не позволит дать однозначные ответы на вопросы о времени и месте появления собаки, и необходимо использовать другую стратегию.
 
На первом собрании по проекту NERC в декабре 2013 г. было принято решение уделить наибольшее внимание самым ранним находкам домашних собак, а также древним (позднеплейстоценовым, то есть не моложе 10–12 тысяч лет) волкам, которые изучены гораздо хуже, чем их домашние «родственники». Получив неплохое финансирование, участники проекта начали сбор материала – костей и зубов волков и собак. Напомню читателям, что основным рабочим приемом нашего проекта является документация челюстей и зубов в двух измерениях, а черепов – в трехмерном изображении. Для этого используется специально разработанный прибор, состоящий из размеченного на секторы круга и фотокамеры, установленной под определенным к нему углом на фиксированной высоте. В результате получения для каждого черепа животного примерно 250 снимков со всех сторон, с их последующей обработкой в течение нескольких часов с помощью программного продукта Meshlab, формируется трехмерный образ черепа, на котором можно проводить любые измерения формы и размеров. Следующий шаг – из тех же образцов отбираются пробы на выделение ДНК (хотя предсказать ее сохранность «на глаз» невозможно). Комбинация данных по морфологии (форме) и древней ДНК призвана дать принципиально новые результаты. Так что же удалось сделать нашему международному коллективу за прошедшие три года?
 
(слева направо): Грегер Ларсон, Ярослав Кузьмин и Кейт Добни на фоне Форсайт-Центра, Университет Ливерпуля
На сегодняшний день получено и изучено около 4 000 нижних челюстей с зубами и 3 500 коренных зубов верхней челюсти, а также 670 трехмерных образов черепов (из них 500 – для Евразии, где, скорее всего, произошел процесс появления собаки), являющихся наиболее информативными объектами. Итого – около 8 000 образцов! На предмет сохранности древней ДНК уже опробовано 1 400 костных останков собак и волков, из которых 200 являются весьма перспективными для дальнейшего углубленного изучения методами молекулярной биологии, хронологии (определение возраста радиоуглеродным методом) и геохимии (измерение содержания стабильных изотопов углерода и азота, позволяющее реконструировать структуру белкового питания). В их числе, как я и ожидал, находки из уральских и алтайских пещер весьма «преклонного» возраста – до 32 тысяч лет.
 
Какие же предварительные выводы по проекту NERC можно озвучить сегодня? Так, совершенно очевидно, что применявшиеся ранее зооархеологами критерии разделения дикого волка и домашней собаки (для последней предполагался меньший размер черепа и более крутой наклон его поверхности от надбровных дуг к верхней челюсти и носу; укорочение морды и, как следствие, «скучивание» зубов нижней челюсти) не дают желаемого результата. На совещании был продемонстрирован муляж черепа так называемой «древней собаки» из Бельгии возрастом около 36 тысяч лет. Могу со всей ответственностью заявить, что эта находка ничем не отличается от мелкого волка, и у данного экземпляра полностью отсутствуют указанные выше критерии отделения собаки от дикого предка. Точно такие же по форме черепа волков мы изучали в ходе поездки 2014 г. по научным организациям Москвы, Екатеринбурга, Новосибирска и Красноярска. Значит, как говорится, «дьявол сидит в деталях» …
 
В июне 2016 г. в журнале Science вышла во многом постановочная статья ключевых участников проекта: L.A.F. Frantz et al. (всего 29 соавторов), Genomic and archaeological evidence suggests a dual origin of domestic dogs [Генетические и археологические свидетельства предполагают двукратное происхождение домашних собак] // Science. 2016. Vol. 352. № 6290. P. 1228–1231. Она основана на самых первых, во многом предварительных, результатах работ по проекту NERC и их интерпретации. Фактическим материалом стала ДНК 60 древних собак (возраст – от 3 до 14 тысяч лет) из всех регионов Европы; для сравнения использовались данные по современным собакам Европы и Азии. Выяснилось, что структура ДНК современных европейских собак несет в себе следы двух популяций-родоначальниц – из Европы и Восточной Азии. Оценка возраста разделения на эти две группы – около 6–14 тысяч лет назад; в это время в разных частях Евразии известны находки останков собак. 
 
Полученные данные можно объяснить следующим образом: уже в палеолите (древнем каменном веке) в Европе могли существовать домашние собаки; впоследствии (после 14 тысяч лет назад, и не позже, чем 6 тысяч лет назад) из Восточной Азии в Европу проникли собаки, добавившие свой «след» в структуру ДНК сегодняшних европейских пород. Таким образом, сегодня ДНК европейских собак имеет «двойной», европейско-азиатский вид. А это, в свою очередь, означает, что в формировании генетической структуры собак Евразии могли участвовать две популяции позднеплейстоценовых волков, различных по своей ДНК – европейская и восточноазиатская. Эти хищники со временем вымерли, и их современные представители имеют другую ДНК, по которой нельзя найти предковую форму нынешних собак. 
 
Авторы статьи анализируют два возможных сценария: единственный очаг появления домашних собак и происхождение собак в двух центрах (Европа и Восточная Азия). Они склоняются к тому, что современные собаки Европы появились от древних волков этого континента независимо от восточноазиатского центра. Если бы существовал один очаг доместикации волка, то мы бы имели такое географическое распределение древнейших собак, в котором существует «ядро» (наиболее древние находки) и «периферия» (более молодые местонахождения); по всем известным на сегодняшний день зооархеологическим данным этого не наблюдается. Подчеркивается, что для проверки модели двукратного одомашнивания волка требуются дополнительные исследования ДНК древнейших собак и плейстоценовых волков.
 
 
В качестве приоритетных направлений работы на завершающей стадии проекта NERC (конец 2016 г. и 2017 г.) на совещании были намечены следующие: проверка модели двукратной доместикации, для чего крайне желательно получить данные по ДНК европейских собак эпохи мезолита (среднего каменного века, около 7–13 тысяч лет назад); изучение ДНК плейстоценовых волков Евразии; проверка гипотезы о «палеолитических» собаках (старше 15 тысяч лет); получение данных о доисторических собаках Британских островов от мезолита до средневековья (богатые археозоологические сборы, хранящиеся в британских музеях, позволяют это сделать). Главной задачей остается интеграция данных по ДНК, морфологии, зооархеологии, стабильным изотопам и археологии собак и волков Старого Света на качественно новом материале, которого до этого в руках ученых еще не было. А именно такой материал нашим коллективом уже собран, и его обработка идет сегодня полным ходом.
 
Нужно отметить, что проблема появления домашних собак интересна не только представителям «чистой науки», но и широкой общественности. Об этом свидетельствует недавняя публикация в России перевода книги американской исследовательницы Пэт Шипман (Pat Shipman) «Захватчики: Люди и собаки против неандертальцев», вышедшей в США в 2015 году. В ней выдвигается гипотеза о том, что около 40 тысяч лет назад кроманьонцы – люди современного анатомического облика (то есть наши с вами предки) – с помощью «волко-собак» составили сильную конкуренцию неандертальским охотникам и ряду хищных животных (пещерным львам и медведям). Действуя гораздо более эффективно, чем неандертальцы, кроманьонцы с собаками вытеснили из мест охоты и тем самым фактически истребили неандертальское население, а также обусловили вымирание вышеупомянутых хищников. О высокой степени фантазии автора книги говорят хотя бы несколько фактов, которые П. Шипман проигнорировала или прокомментировала совершенно невыразительно: неандертальцы и кроманьонцы сосуществовали как минимум 5–10 тысяч лет в одних и тех же районах Европы и Сибири (на основании прямого радиоуглеродного датирования костей людей); кроманьонцы и неандертальцы скрещивались и давали жизнеспособное потомство (об этом говорят данные по древней ДНК); собаки в явном виде появляются лишь около 12–15 тысяч лет назад, тогда как неандертальцы исчезли не позднее 35 тысяч лет назад. Таким образом, с научной точки зрения ценность построений П. Шипман близка к нулю.
 
В отличие от вышеупомянутых околонаучных гипотез нашему неформальному коллективу ученых из 16 стран предстоит на основе анализа обширного материала практически для всей Евразии получить обоснованный ответ на животрепещущие вопросы: где, когда и как появились первые «верные друзья и помощники» древнего человека – домашние собаки? Надеюсь, что в конце 2017 года читатели «НВС» узнают об этом.
 
Ярослав Кузьмин
 
Фото: Юлии Поздняковой (1,3), предоставлено Ярославом Кузьминым
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 1 (1 vote)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus