Российские и зарубежные генетики расшифровали ДНК знаменитых советских "домашних лисиц" и их диких сородичей, что позволило ученым впервые выделить гены, связанные с потерей страха к человеку и "собачьим" поведением этих животных. Их выводы были представлены в журнале Nature Ecology & Evolution.
"Мы ожидали появления этих геномов очень долгое время. Мы уже пытались открыть гены, связанные со спокойным и агрессивным поведением, но нам приходилось сравнивать ДНК чернобурок с геномом собак, так как у нас не было высококачественных расшифровок генетического кода диких лис", — рассказывает Анна Кукекова из университета Иллинойса (США).
Лиса – это не только ценный мех
Знаменитые советские домашние лисицы, не пугающиеся людей и спокойно играющие с детьми и взрослыми, были продуктом масштабного эксперимента по их приручению. Он проводился в стенах Новосибирского института цитологии и генетики СО РАН с 1959 года под водительством академика Дмитрия Беляева, одного из крупнейших генетиков СССР.
Беляев и его команда изначально пытались сделать черно-бурых лисиц менее пугливыми и более "домашними" живыми существами, которых можно было бы выращивать на фермах. Для этого советские селекционеры поступали так же, как действовали наши предки во время одомашнивания собак – они отбирали самых дружелюбных животных из стаи и позволяли им размножаться, а остальных пускали на производство меховых изделий.
Через несколько поколений чернобурки действительно перестали бояться людей и начали привязываться к ним, однако подобное одомашнивание неожиданным образом поменяло не только их поведение, но и облик.
В целом, лисы стали похожими на собак – у них обвисли уши, появились светлые пятна на шкуре, а хвост начал закручиваться крючком. Это сделало их бесполезными для производителей меховых изделий, и крайне интересными для эволюционистов и нейрофизиологов.
Кукекова и ее коллеги, в том числе ученые из Новосибирска, уже несколько десятилетий пытаются открыть те изменения в структуре генов чернобурок, которые подарили им "собачий" нрав и лишили их страха перед людьми.
Решить эту задачу было сложно по двум причинам – геном и домашних, и диких лисиц достаточно сложно расшифровать из-за наличия в них "необязательных" хромосом, отсутствующих у некоторых особей, и большого числа различий в структуре ДНК лис и собак, что не позволяет использовать их для сравнения.
..но и помощник для ученых
Российские и зарубежные ученые решили эту проблему, расшифровав геномы десяти домашних, агрессивных и "обычных" лисиц, выращенных в Новосибирске, а также одной дикой особи. Сравнив их между собой, биологи выделили те участки, чья структура особенно сильно различалась.
В общей сложности им удалось найти 103 гена или фрагмента "мусорной" ДНК, чья структура была разной у трех групп лис. Они были связаны не только с поведением животных, но и их окраской и другими физиологическими особенностями.
Примерно три десятка из них были связаны с поведением, в том числе аутизмом, биполярным расстройством, а также "синдрома эльфа", комбинации умственной отсталости и крайних форм дружелюбия и доверчивости, с которым может быть связано одомашнивание собак.
Домашняя лисица в Институте цитологии и генетики СО РАН в Новосибирске
Сопоставив наличие или отсутствие этих мутаций в ДНК лисиц с особенностями в их поведении, ученые пришли к неожиданному выводу. Изменения в характере чернобурок Беляева были связаны с мутациями всего в одном гене, SorCS1, отвечающим за способность нейронов образовать новые связи.
Как обнаружили ученые, существует несколько версий этого участка ДНК, одна из которых присутствует только в ДНК домашних лисиц, а две других – только у их агрессивных сородичей, а еще одна – и у тех, и у других.
Комбинация этих вариаций SorCS1 определяет поведение лис. К примеру, лисы с двумя копиями "домашней" версии этого гена были самыми дружелюбными. Это проявлялось в том, что они не отходили от кормушки и хотели общаться с учеными "ради интереса", а не ради пищи. Обладатели двух "агрессивных" копий SorCS1, наоборот, больше всего боялись сотрудников института и избегали контактов с ними.
"Мы ожидали, что лисицы, как и собаки, стали домашними благодаря аналогу "синдрома эльфа". На самом деле, все обстоит наоборот – подобная мутация встречается у агрессивных лис, а не у доверчивых животных. Подобные различия только подчеркивают то, что мы почти ничего не знаем о том, как работают эти участки ДНК, связанные с поведением людей и животных", — заключает Кукекова.