Генетики разобрались в эволюции динго и домашних собак
Биологи собрали de novo геном динго и сравнили его с геномами пяти пород домашних собак. Оказалось, что динго — сестринская группа по отношению к домашним собакам. Ученые также обнаружили у динго и домашних собак различия в генах, связанных с метаболизмом питательных веществ. Кроме того, были найдены различия в микробиомах. Полученные результаты говорят о том, что динго и домашние собаки в ходе эволюции адаптировались к разным видам пищи. Статья опубликована в журнале Science Advances.
Динго — уникальная линия собак, так как она была изолирована как от волков, так и от домашних собак в течение нескольких тысяч лет. Динго появились в Австралии примерно 5–8,5 тысячи лет назад и стали верховными хищниками после вымирания сумчатого волка. В 1788 году в Австралию завезли домашних собак, которые стали скрещиваться с динго, однако недавно ученые выяснили, что эти скрещивания происходят нечасто и в Австралии все же довольно много чистокровных динго.
Существуют разные точки зрения на классификацию динго, однако в последнее время ученые склоняются к тому, что они вместе с домашними собаками относятся к Canis familiaris. При этом самих динго разделяют на два экотипа: пустынный и альпийский.
Предыдущие генетические исследования динго и домашних собак противоречивы. Одни ученые пришли к выводу, что динго — сестринская группа по отношению ко всем домашним собакам. Другие выяснили, что динго родственны новогвинейским поющим собакам, но точную связь с домашними собаками не смогли установить. Третья группа исследователей поместила динго в кладу, содержащую несколько древних пород собак.
Мэтт Филд (Matt A. Field) из Университета Джеймса Кука и его коллеги из Австралии, Германии, Дании и США собрали de novo геном пустынного динго и сравнили его с геномами пяти пород собак: басенджи (считается самой примитивной породой), немецкой овчарки, лабрадора-ретривера, боксера и немецкого дога. В качестве внешней группы ученые выбрали гренландского волка (Canis lupus orion), так как он базален как по отношению к собакам, так и по отношению к евразийским волкам, и у него самый высококачественный геном волка среди опубликованных. Кроме того, в геномах гренландских волков низкий процент генов других псовых.
Филогенетический анализ показал, что динго — сестринская группа по отношению к домашним собакам. Биологи также обнаружили, что у динго только одна копия гена AMY2B, что согласуется с ранними исследованиями. Этот ген кодирует амилазу — фермент, расщепляющий крахмал. У большинства домашних собак есть несколько копий этого гена.
Затем ученые сравнили геномы динго и немецкой овчарки и обнаружили у них различия в метилировании промоторов нескольких генов — в частности, пониженный уровень метилирования промотора гена GAL3ST1, что говорит о повышенной транскрипционной активности этого гена, связанного с метаболизмом галактозы.
Чтобы подтвердить генетические данные, биологи провели эксперимент, в ходе которого кормили одинаковой пищей 17 динго и 15 немецких овчарок. Затем у животных взяли образцы крови и обнаружили, что у динго уровень амилазы ниже, чем у овчарок, что согласуется с генетическими данными. Кроме того, уровни общего холестерина и липопротеинов низкой плотности на 15-й день эксперимента у динго оказались значительно выше. Ученые также взяли у собак образцы фекалий и проанализировали микробиом. Оказалось, что бактерии семейств Lactobacillaceae, Ruminococcaceae и Prevotellaceae, участвующие в расщеплении крахмала, были более многочисленны у немецких овчарок. Биологи предположили, что различия в микробиомах обусловлены геномом.
Результаты Филда и его коллег говорят о том, что домашние собаки адаптировались к человеческой пище, для которой характерно высокое содержание крахмала и жиров. Динго же эволюционировали в австралийских экосистемах, где приспособились к питанию сумчатыми и рептилиями — пищей с высоким содержанием белков и низким содержанием жиров и углеводов.
Не так давно ученые выяснили, что динго стали увеличиваться в размерах, с тех пор как с ними начали бороться при помощи ядов.
Семён Морозов
Особенно если говорили женщины
Исследователи из Венгрии выявили сходство между тем, как мозг младенцев и собак обрабатывает человеческую речь. Они записывали фМРТ собак, пока те слушали, как мужчины и женщины говорят с детьми, другими собаками или взрослыми людьми. Выяснилось, что мозг домашних питомцев, как и мозг детей, сильнее реагирует на речь, направленную именно на них: человек в таких случаях меняет интонацию: его голос становится выше, диапазон тонов — шире, а фразы — короче. Кроме того, собаки лучше воспринимали женскую речь, обращенную к ним или детям. Работа опубликована в Communications Biology. Разговаривая с детьми, особенно — с младенцами, которые сами говорить еще не умеют, люди часто увеличивают высоту голоса, растягивают гласные и говорят более короткими фразами, в общем — сюсюкают. Это позволяет привлечь и удержать внимание детей, и, вероятно, помогает младенцам осваивать речь. Исследования показывают, что младенцы воспринимают такую речь лучше (особенно если с ними сюсюкает женщина), чем речь, обращенную ко взрослым. Примерно так же меняется интонация людей, когда они говорят с домашними питомцами. И не зря: недавние исследования показали, что собаки тоже сильнее реагируют на женскую речь, обращенную к ним, а не к другим взрослым. Но неясно, есть ли у них какие-то предпочтения относительно женской и мужской речи, и будут ли они различать речь, обращенную к детям и к ним. Анна Гергли (Anna Gergely) из Исследовательского центра естественных наук в Венгрии и ее коллеги этологи с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) измерили активность мозга 19 домашних собак, пока те слушали человеческую речь. Им включали записи 12 мужчин и 12 женщин, говорящих либо со взрослыми, либо с детьми, либо с другими собаками. Предварительно собак обучили неподвижно лежать в наушниках во время записи фМРТ. Слуховые зоны мозга собак сильнее реагировали на речь, адресованную собакам и детям. В особенности — регионы непервичной слуховой коры: область левых каудальной и ростральной сильвиевых извилин (L c/rSG) и область, включающая самую вентральную часть каудальной сильвиевой извилины и височный полюс с левой стороны (L cSG/TP). Особенно сильно регионы реагировали на женское сюсюканье (по сравнению с женской речью, обращенной к другим взрослым). Этот эффект зависел от измеренных акустических характеристик речи, в частности — от средней частоты (у женщин она всегда была выше) и дисперсии звука. Причем сюсюканье с собаками и детьми собачий мозг практически не различал. Скорее всего дело в том, что акустические характеристики в обоих случаях очень схожи. В предыдущих исследованиях речь, ориентированная на младенца, аналогичным образом вызывала более интенсивную нервную активацию в височной области мозга детей, чем речь, обращенная к взрослым. То, что маленькие дети более чувствительны к женскому сюсюканью, можно объяснить тем, что они чаще слышат его во время внутриутробного развития и после рождения, или доставшейся от предков чувствительностью к женским голосам сородичей. Но для собак такое объяснение не подходит. Авторы предлагают две возможных версии: согласно первой, животные в целом сильнее реагируют на более высокие звуки с более изменчивой частотой (это характерно для женского голоса); или же собаки выработали такую чувствительность уже в процессе приручения. Также отчасти предпочтения могут быть результатом индивидуального слухового опыта, который собака получила во время взросления. С детьми сюсюкают не только люди: частота свиста самок афалин меняется, когда они находятся рядом с детенышами. Подобным образом меняют свои вокализации и другие животные.
