Адаптация к жизни в горах у собак и людей: новые исследования
Тибетские мастифы отлично чувствуют себя в тех условиях, где большинство собак и людей испытывают дискомфорт: в холодном, разреженном горном воздухе на высоте свыше 4000 метров. Новое исследование предполагает, что они приобрели эти способности благодаря скрещиванию с серыми волками, которые уже освоили подобные высоты около 20 000 лет назад. Интересно, что и сами жители Тибета получили способность переносить подобные условия благодаря скрещиванию с вымершим на данный момент гоминидом, известным как Денисовский человек. Ученые говорят, что эта работа лишний раз подтверждает гипотезу о том, что межвидовые браки в далеком прошлом могут играть огромную роль в развитии механизмов адаптации.
Чжень Ван, генетик из Шанхайского института биологических наук, Китай, говорит, что ранние представители собак из низменных районов Китая, вероятно, попали на Тибетское плато вместе с людьми около 24 000 лет назад. Как и хозяева, собаки относительно быстро адаптировались к жизни на высокогорье и в конце концов превратились в лохматых, ширококостных мастифов. За время эволюции они постепенно приобретали черты, которые и помогали им переносить суровые зимы и ограниченный запас кислорода.
Предыдущие исследования показали, что мастифы, так же, как современные тибетцы, адаптировались к последней задаче, производя меньше гемоглобина — белка, который захватывает и переносит кислород в красных кровяных клетках. Это помогает им избежать тромбов и инсультов, которые могут возникнуть, когда организм вырабатывает дополнительные эритроциты в усилии, чтобы получить больше кислорода на высоте, полагают ученые. Другие ученые идентифицировали и другие гены, которые помогли собакам адаптироваться, но самым важным среди них все еще является EPAS1, который регулирует выработку гемоглобина.
Вариант этого же гена очень играет ключевую роль в способности тибетского народа выживать на высоте. Они приобрели его от Денисовского человека, обитавшего в Сибири и, видимо, по всей Азии более 100 000 лет назад. Но откуда специальный EPAS1 взяли мастифы? Ван и его коллеги подозревают, что источником гена были серые волки, которые тоже обитали на плато и обладали необходимыми для адаптации генами. Ученые проверили свою догадку с помощью анализа сегментов ДНК, содержащей этот ген, взятой от 29 псовых. Донорами генетического материала стали, помимо прочего, горные и равнинные серые волки из Китая, тибетские мастифы, китайские равнинные деревенские собаки и золотой шакал. Исследователи выяснили, что тибетские мастифы гораздо более тесно связаны с другими китайскими собаками, чем с серыми волками. Они также обнаружили две генетические зоны в ДНК мастиффов (но не у других собак), которые имели все признаки того, что были приобретены скрещиванием с тибетским серым волком. К их числу относятся области, включающие в состав ген EPAS1, а также ген, называемый HBB, который также был найден у других животных, приспособленных к жизни на большой высоте.
Чтобы узнать, когда скрещивались мастифы и тибетские волки, ученые построили эволюционное дерево для области ДНК с геном EPAS1 у каждого представителя псовых. Расчеты показали, что мастифы и волки, вероятно, были повязаны около 24 000 лет назад, что совпадает со временем прихода современных тибетцев. Об этом ученые сообщили в журнале Molecular Biology and Evolution. Впрочем, эта дата может быть весьма спорной, так как недавно другая группа ученых пришла к выводу, что собаки были приручены только около 16 000 лет назад. Но тибетский мастиф «является одним из самых древних китайских пород собак», говорит Ван.
Что касается серых волков, нет никакого генетического доказательства, что они получили что-нибудь полезное от этой случки, отмечает генетик Острандер. То же самое верно для наших двоюродных братьев, Денисовского человека. В конце концов, именно мы населили весь мир, в то время как их эпоха подошла к концу.