Происхождение собак связали с двумя разными популяциями волков
Вклад в происхождение домашних собак внесли сразу две популяции волков, сибирская и ближневосточная. К такому выводу пришли биологи, проанализировав геномы 66 древних волков. Вероятно, волки были независимо одомашнены на востоке и западе Евразии, после чего их потомки смешались между собой. Согласно альтернативной гипотезе, расселявшиеся на юго-запад Евразии сибирские собаки гибридизировались с местными волками. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Nature.
Согласно современным представлениям, все современные породы собак происходят от волков (Canis lupus). Однако когда и где именно были одомашнены эти хищники, пока остается неясным. Возраст древнейших останков собак, найденных археологами, составляет около четырнадцати тысяч лет, а генетический анализ свидетельствует, что разделение эволюционных линий собак и волков произошло от сорока до четырнадцати тысяч лет назад.
В большинстве генетических исследований, посвященных происхождению собак, используются генетические данные современных и древних собак, а также современных волков. Команда исследователей под руководством Андерса Бергстрёма (Anders Bergström) из Института Фрэнсиса Крика предположила, что этого недостаточно, поскольку среди предков собак могут быть уже вымершие волчьи популяции. Чтобы учесть эту возможность, авторы секвенировали геномы 66 древних волков из Европы, Сибири и с северо-запада Северной Америки. Полученные результаты сравнили с данными о геномах 68 современных волков, 369 современных собак и 33 древних собак, а также нескольких представителей других видов псовых. В общей сложности выборка охватила около ста тысяч лет.
Бергстрём и его коллеги выяснили, что древние волки группируются не по месту, где были обнаружены их останки, а по времени. Чем они моложе, тем больше у них общего с современными волками. Таким образом, на протяжении последних ста тысяч лет волчья популяция была панмиктической и образовывала единый генофонд. Вероятно, это позволило им выжить, в то время как многие другие крупные хищники вымерли. Интересно, что даже до максимума последнего оледенения волки из Европы, Сибири и Северной Америки слабо отличались друг от друга. Сегодня волчьи популяции дифференцированы намного сильнее. Скорее всего, это связано с падением численности этих хищников из-за преследования человеком в последние столетия.
Все волки, жившие ранее 23 тысяч лет назад, то есть до максимума последнего оледенения, с генетической точки зрения оказались больше похожи на современных сибирских, а не на европейских или центральноазиатских волков. Это говорит о том, что на протяжении всего позднего плейстоцена сибирские волки регулярно мигрировали в Европу. При этом признаков потока генов в обратном направлении в плейстоцене авторы не выявили. Впрочем, в геномах волков из Европы все же сохранились гены их предков, живших здесь до начала волн миграции из Сибири. В голоцене, позднее 10 тысяч лет назад, приток генов из Сибири в Европу прекратился. Вместо этого европейские волки начали распространяться на восток и внесли вклад в современные сибирские и китайские популяции.
В геномах древних и современных волков из Северной Америки исследователи выявили примесь генов койотов (Canis latrans). Два этих вида разошлись от 700 тысяч до миллиона лет назад, но 100-80 тысяч лет назад между ними происходила гибридизация. В Евразию примесь генов койотов не распространилась. При этом сибирские волки регулярно мигрировали на территорию Аляски и Юкона — но не в обратном направлении. По оценке авторов, в геноме современных североамериканских волков содержится 10-20 процентов генов койотов и 80-90 процентов генов сибирских волков, которые жили позднее 23 тысяч лет назад. Никаких примесей от более древних североамериканских популяций выявить не удалось.
Дополнительный анализ позволил выявить в волчьем геноме 24 участка, подвергшихся давлению естественного отбора. Наиболее сильным он оказался для гена IFT88, расположенного на 25 хромосоме и отвечающего за развитие лицевого отдела черепа. Частота одного из вариантов этого гена выросла с нуля до ста процентов около 30-40 тысяч лет назад. Возможно, это связано с изменениями в составе добычи волков. Еще три области с признаками отбора приходятся на гены обонятельных рецепторов. В большинстве случаев отбор шел еще до разделения эволюционных линий волков и собак. Однако один из вариантов гена YME1L1 широко распространился только у волков, но не у собак, в течение последних двадцати тысяч лет. А область на десятой хромосоме, которая отвечает за такие различия между волками и собаками, как размер тела и висячие уши, независимо подвергалась отбору у некоторых пород собак и у волков.
Происхождение собак Бергстрём и его соавторы связывают c волками, которые жили на северо-востоке Сибири 13-23 тысяч лет назад. От них унаследовали сто процентов генов древние собаки из Сибири, Америки, Восточной Азии и Северо-Восточной Европы. Однако сибирские волки были основными, но не единственными предками собак. Анализ показал, что некоторые древние ближневосточные и современные африканские собаки (на 20-60 процентов), а также, в меньшей степени, европейские собаки (на 5-25 процентов), родственны волками из Западной Евразии. Вероятно, они возникли в результате независимого одомашнивания волков с Ближнего Востока или Кавказа, а позднее гибридизировались с собаками сибирского происхождения. Согласно альтернативной гипотезе, сибирские собаки после расселения на юго-запад Евразии скрещивались с местными волками. У разных пород современных собак доля сибирского и ближневосточного компонентов отличаются, однако в целом сибирский преобладает.
Авторы отмечают, что, поскольку до сих пор исследователям не удавалось связать происхождение собак ни с одной из современных популяций волков, многие специалисты предполагали, что непосредственные предки этих домашних животных вымерли. Однако если собаки действительно происходят от независимо одомашненных волков с разных концов Евразии, то, вполне возможно, что их предкам удалось дожить до наших дней.
Ранее мы рассказывали о том, как биологи собрали 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.
Сергей Коленов
Лишь 8,5 процента этой территории находятся под охраной
Орнитологи выяснили, где проводят зиму находящиеся под угрозой исчезновения толстоклювые ара, которые гнездятся в сосновых лесах на северо-западе Мексики. Оказалось, что в октябре эти птицы мигрируют в южную часть горного хребта Западная Сьерра-Мадре, где проводят около 150 дней. Как отмечается в статье для журнала Global Ecology and Conservation, сейчас лишь 8,5 процента территории, где зимуют толстоклювые ара, находятся под защитой — а остальным угрожает вырубка лесов ради заготовки древесины и развития сельского хозяйства. В целом же под охраной находится лишь примерно пятая часть ареала вида. Многие виды попугаев оказались под угрозой исчезновения из-за человеческой деятельности. Среди основных проблем, с которыми сталкиваются эти пернатые, вырубка лесов, отлов ради содержания в неволе, охота, а также распространение инвазивных хищников и конкурентов. При этом некоторые редкие попугаи изучены довольно плохо, что мешает наладить эффективные меры по их охране. К таким видам относится, например, толстоклювый ара (Rhynchopsitta pachyrhyncha), который гнездится в северной части горного хребта Западная Сьерра-Мадре на северо-западе Мексики. Представители вида питаются в основном семенами нескольких видов сосен, что делает их зависимыми от обширных хвойных и смешанных лесов. Толстоклювые ара гнездятся на высоте более 2000 метров в июне-октябре, а с приходом зимы, как предполагается, мигрируют в южную часть Западной Сьерра-Мадре, где держатся с ноября по май. Хотя когда-то эти попугаи были довольно обычными, их численность резко сократилась из-за отлова ради содержания в неволе, массовой вырубки сосновых лесов и, в последние годы, участившихся лесных пожаров. Предполагается, что только за последние 25 лет популяция толстоклювых ара сократилась на 20-30 процентов — и сейчас в дикой природе осталось не более 2000 особей. Международный союз охраны природы присвоил этому виду статус находящегося под угрозой исчезновения (Endangered, EN), но, возможно, вскоре он будет повышен до находящегося на грани полного исчезновения (Critically Endangered, CR). Команда орнитологов под руководством Джеймса Шеппарда (James K. Sheppard) из Альянса дикой природы зоопарков Сан-Диего решила больше узнать о том, где толстоклювые ара проводят зиму. Дело в том, что места размножения этих попугаев в штатах Чиуауа и Сонора давно известны и изучаются на протяжении нескольких десятилетий, а вот сведения о том, где именно они проводят холодное время года и какими маршрутами мигрируют туда, до сих пор остаются неполными и разрозненными. В 2019-2022 годах Шеппард и его коллеги снабдили GPS-передатчиками 20 взрослых толстоклювых ара и 14 птенцов. Всех птиц помечали в сезон размножения на территории штата Чиуауа. В результате для 22 особей удалось получить достаточно данных, чтобы проанализировать их миграции и экологические предпочтения вне сезона размножения. Передатчики записали 31 путешествие толстоклювых ара на юг и 13 — в обратном направлении. Оказалось, что большинство из них отправляются к местам зимовки в октябре, проводят там в среднем 146,7 дня и покидают их в апреле. Продолжительность миграций толстоклювых ара составила от трех до 181 дня. За это время птицы преодолевают 173-765 километров по высокогорным хвойным и смешанным лесам, для отдыха останавливаясь на юге штата Чиуауа. При этом мигрируют они небольшими сплоченными группами по несколько особей. Авторы установили, что толстоклювые ара зимуют на обширной территории, покрытой высокогорными хвойными и смешанными лесами, в южной части Западной Сьерра-Мадре, в штатах Дуранго и Синалоа. Ее площадь составляет 19993 квадратных километра. Для сравнения, площадь территории, где эти попугаи гнездятся, составляет всего 7468 квадратных километра. Впрочем, и в местах размножения, и в местах зимовки представители данного вида предпочитают старовозрастные леса с большой долей высоких и толстых деревьев. В ходе исследования орнитологи также обнаружили неизвестное ранее место размножения толстоклювых ара в районе города Мадера в штате Чиуауа. По словам Шеппарда и соавторов, в настоящее время лишь 8,5 и 6,4 процента территорий, на которой соответственно зимуют и останавливаются во время миграций толстоклювые ара, находятся под охраной (а в целом охраняется лишь 19,6 процента годового ареала этих птиц). Остальным участкам угрожает вырубка лесов ради заготовки древесины и развития сельского хозяйства. Авторы надеются, что результаты их исследования подтолкнут мексиканские власти создать охраняемые территории там, где толстоклювые ара держатся вне сезона размножения. Кроме того, выводы данной работы можно будет использовать при разработке планов по реинтродукции этих попугаев на юго-запад США, где они жили в прошлом, но были истреблены. Недавно голубые ара (Cyanopsitta spixii), которые вымерли в дикой природе более двадцати лет назад, начали возвращаться в бразильские леса. В начале июня прошлого года орнитологи выпустили восемь выращенных в неволе особей этого вида в заповеднике на северо-востоке страны.
