​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 культурам. 
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 при переходе к земледелию 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

Автор: Надежда Маркина.

Похожие новости

  • 11/11/2016

    Сибирские ученые готовят данные для проекта NERC

    ​Как появились собаки - "первые друзья" древнего человека? 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.
    1340
  • 02/10/2018

    Сибирские ученые подводят итоги полевого сезона на научно-исследовательской станции «Остров Самойловский»

    Как и в предыдущие годы, для детального всестороннего изучения арктической мерзлоты был сформирован междисциплинарный отряд: в него вошли геологи, геофизики, палеонтологи, почвоведы и ботаники из Сибирского отделения РАН.
    1421
  • 19/09/2017

    В реке Енисей обнаружили уникальное разнообразие радиоактивных частиц

    ​Коллектив ученых Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» (КНЦ СО РАН), Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (Новосибирск) и Норвежского университета наук о жизни провел детальные исследования более 200 радиоактивных частиц, обнаруженных в речных долинах реки Енисей в период с 1995 по 2016 годы.
    1574
  • 13/12/2017

    Сибирские ученые исследуют почвы

    Принято считать, что из-за плохой экологии в городах потребляемая нами пища загрязнена тяжелыми металлами, а нередко и радиоактивными элементами. Однако исследователи, уже много лет изучающие почвы и кормовые культуры Сибири, утверждают: это не так, и по части тяжелых металлов наблюдается даже не переизбыток, а недостаток, который нужно как-то восполнять.
    1423
  • 03/10/2020

    Мегасайенс против инфекций: "СКИФ" поможет в изучении вирусов

    ​Установку класса мегасайенс Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») – источник синхротронного излучения (СИ) поколения «4+» с энергией 3 ГэВ – планируют использовать для исследований в области структурной вирусологии, кристаллографии белков, материаловедении и многих других.
    539
  • 08/10/2020

    Ученые ТПУ помогают решить проблему с водоснабжением в Крыму

    ​Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из других вузов и институтов исследуют состав, механизмы формирования и качество природных вод Крымского полуострова, используемых для питьевого, бытового и сельскохозяйственного водоснабжения.
    280
  • 07/12/2018

    Новосибирские ученые вырастили уникальный нелинейный кристалл

    ​В рамках широкого взгляда на современную медицину научной проблемой является отсутствие диагностики, способной надежно диагностировать большой круг заболеваний на их ранней предсимптомной стадии. Оптические методы (создание широкозонных спектрометров) являются перспективным, активно развивающимся малоинвазивным направлением.
    1595
  • 18/01/2019

    На Байкале собираются создать научно-технический центр медицинских инноваций

    ​Иркутский и Бурятский научные центры СО РАН и ИРНИТУ намерены организовать Байкальский научно-технический центр медицинских инноваций – площадку для исследований в области биотехнологий, разработки новых методик лечения заболеваний и лекарств, в том числе на основе тибетской медицины.
    1412
  • 29/07/2019

    Академический союз

    ​В конце мая этого года в Петрозаводск съехались больше 30 наиболее авторитетных ученых России и Беларуси. Российскую академию наук представляли президент РАН А.М. Сергеев, вице-президенты РАН В.П. Чехонин и И.
    855
  • 03/11/2017

    ​​В ИЦиГ СО РАН прошли переговоры о сотрудничестве с Академией сельскохозяйственных наук Китая

    1 ноября ФИЦ "Институт цитологии и генетики СО РАН" посетила делегация представителей китайской науки и бизнеса. Главная цель визита - заключение соглашения о сотрудничестве, в рамках которого должны быть созданы два совместных селекционно-семеноводческих центра, один в Новосибирске (на базе ФИЦ ИЦиГ СО РАН), второй - в Пекине (Институт овощеводства и цветоводства).
    1922