广告

第一只狗:基因揭示行为先行

通过基因研究和行为特征选择,探索狗从狼驯化的迷人过程。

作者:Gemma Tarlach
Google NewsGoogle News Preferred Source

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

狗陪伴人类的时间比其他任何动物都长,但科学界直到最近才开始了解驯化是如何发生的。(来源:G. Tarlach) 谁是好狗?显然,第一批狗是这样,一项新的基因研究揭示了数千年前开始的事件顺序,这些事件将野狼变成了(最终)沙发上的常客和接球手。如果你要写一本关于动物驯化的书,那么关于将狼变成狗的故事,可以说是最值得占有最大篇章。首先,所有的考古学和遗传学证据都表明,狗是第一批被驯化的动物,也是农业出现之前的唯一动物。研究人员正在深入研究这些过去的事件(它们似乎可能被驯化过不止一次,在不止一个地方),并且也在以协作的方式处理这个问题,这正在加速研究成果。许多狗主人也乐于助人,允许使用他们宠物的唾液样本来建立越来越大的狗DNA数据库进行分析。到目前为止,我们知道欧亚灰狼在 10,000 多年前就被驯化成了狗,可能最早在 40,000 年前。但是,关于*如何*、*为什么*以及*确切*在*哪里*的重大问题仍然有待辩论。一个关于*如何*发生的领先理论是,狼是因为特定的行为特征而被选择的,随着时间的推移,这些特征也导致了身体特征的变化。而今天发表的新研究似乎既证实了这一假设,又解释了原因。温顺时光 在我们深入之前,有几点需要记住。当谈到狗时,说“为特定特征而选择”之类的话,可能会让人联想到许多我们与现代纯种狗相关的特征,主要起源于 18 至 20 世纪,从巴哥犬的短吻到许多猎犬品种的防水皮毛。这些特征是由爱好者和育种者积极选择的。然而,在公元前新石器时代,为特定特征选择狼的想法是一件不同的事情。想象一下,理论上,猎人在一个晚上围着火堆分享一顿猎物,第二天早上打包离开,可能在灰烬中留下了一块内脏。现在想象一只狼,它敢于冒险靠近人类气味的残骸来获得那块碎肉,吃掉它,然后也许开始跟随人类群体,而不是像它的大多数同类那样积极地躲避他们。我们可以说这只狼因为对人类恐惧感降低的行为特征而被选择,即使没有人进行任何积极的选择。这可能看起来有点显而易见。显然,一般的猎人-采集者会优先拥有一只具有某些行为(比如不吃孩子)的狼狗,而不是一只身上有斑点的。你可能会想,行为肯定比外貌出现得早。毕竟,有那个著名的俄罗斯实验,迪米特里·别利亚耶夫(Dmitry Belyaev)驯养了狐狸,几十年后,这些动物的外貌完全改变了。是的,这都是真的,但它在细胞层面的实际机制在很大程度上仍然是未知的。今天的论文有助于解释微观层面上发生的事情。我的,你的眼睛真大 狗,就像别利亚耶夫的狐狸和大多数其他驯养动物一样,表现出一系列通常被称为“驯化综合征”的特征——包括身体和行为特征。这些特征包括温顺、耷拉的耳朵、较小的下颌和牙齿、皮肤和毛发的色素沉着减少、大脑较小,以及通常面部比例更大的眼睛。自从查尔斯·达尔文首次注意到这种综合征以来,科学家们一直在试图理解为什么会发生这种情况。

广告

狗的驯化涉及对温顺的选择,蝴蝶结是可选的。耷拉的耳朵只是顺带出现的,其原因研究人员现在能够理解。(来源:G. Tarlach) 在过去的几年里,遗传学家和进化生物学家聚焦于神经嵴细胞(NCCs)作为驯化综合征的催化剂。NCCs是每个胚胎中存在的干细胞,它们首先出现在神经管的嵴部(顶部边缘),神经管最终会发育成大脑和脊髓。随着胚胎的发育,许多不同的基因会发出信号,使 NCCs 活化并沿着特定的路径移动到身体的不同区域来执行不同的任务。NCCs 的活动范围非常广泛:与攻击性、恐惧和其他行为相关的肾上腺和垂体系统都来源于 NCCs,但这些细胞也参与调节皮肤和毛发的色素沉着等身体特征。需要一个村庄(狗) 今天这项研究的团队分析了来自四大洲的十只狼和 43 只乡村狗的整个基因组不同区域的微小 DNA 片段。在这里,使用乡村狗至关重要:这些半野生的动物生活在世界各地的村庄附近,但并没有被人类积极地繁殖,因此它们通常没有由于热衷于为特定特征积极操控血统而产生的遗传瓶颈。简而言之,它们是现代狗中最纯粹的“狗”。为什么不分析整个基因组呢?嗯,那会产生大量数据,耗费大量时间(且成本更高)。取而代之的是,研究人员确定了 246 个可能与驯化相关的基因位点(其中 83% 是首次发现的),总共涉及 429 个基因,并将精力集中在那里。他们将现代乡村狗的遗传物质与 5,000 多年前的古代犬进行了比较。在这两个种群中,基因组特定位点上的相似遗传特征意味着这些特征很可能是最初驯化事件的结果,而不是后来育种者的积极选择。

新的研究证实,随着狗的驯化,温顺等行为特征首先出现,而耷拉的耳朵等身体特征随后出现。目前还没有关于允许耐心摆拍搞笑照片的基因何时产生的消息。(来源:G. Tarlach) 在乡村狗和狼之间存在显著差异的大多数基因(并且似乎在驯化过程中发生了变化)都与 NCC 的发育和迁移有关。对减少对人类恐惧等行为特征的选择,温顺的关键要素,有利于某些遗传特征。反过来,这些遗传特征改变了它们激活的 NCCs 在身体中的迁移方式和执行的任务。你懂得宇宙的规律:改变一件事就会产生意想不到的连锁反应。调控与行为相关的 NCC 活动的基因也调控涉及色素沉着和耳朵是否竖起或耷拉等特征的 NCCs。通过强化与理想行为相关的基因变化,与毛色和耷拉耳朵相关的基因变化也随之得到强化。我们仍然不知道个别层面的驯化究竟是如何发生的。一些研究人员认为,猎人-采集者可能开始捕捉狼崽,然后将它们养大,也许在它们成熟后训练它们狩猎。(不要在家尝试。我采访过的研究狗驯化的研究人员,他们与狼一起工作过,对这些动物保持着高度的尊重,并强烈警告不要进行任何后院驯化重演尝试。这对每个人,包括狼,都会以糟糕的结果告终。)另一些人认为狼通过跟随人类寻找可食用残羹剩饭而自我驯化。说实话,我们可能永远不知道狼是如何成为第一批狗的。然而,现在,研究人员对在狼崽胚胎发育过程中过渡期间发生了什么有了更好的了解。新的研究存在一些作者承认的注意事项。例如,尽管来自世界各地的几十只乡村狗,但它们只代表了狗遗传历史的一小部分,由于驯化后发生的杂交事件,狗的遗传历史仍然与狼的遗传历史纠缠不清。可用于比较研究的古代狗 DNA 的数量也有限。更多来自更多乡村狗,特别是更多古代狗的 DNA 将有助于该领域的未来研究。但就目前而言,这是在真正理解狗如何成为我们最古老的朋友的道路上迈出的重要一步。这项研究今天发表在《BMC Biology》杂志上。

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章