Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир

Робертс Элис

С течением времени отношения между волком и человеком изменялись. Это была не просто жизнь бок о бок двух видов, терпящих соседство друг друга. Это был настоящий симбиоз, начало прекрасной дружбы. Когда волки стали приближаться к лагерю, человек перестал быть для них просто поставщиком еды. И сами люди теперь не просто мирились с присутствием волков, они стремились привлечь их, поскольку в обмен на пищу звери могли сослужить им службу. Например, они могли быть верными спутниками как взрослых, так и детей. В теориях одомашнивания эта причина упоминается редко, вероятно потому, что представляется исследователям надуманной или несерьезной, однако я уверена, что и она имела немаловажное значение. Ну и конечно, люди с радостью брали на воспитание волчат. Учитывая восторг, который мои собственные дети испытывают при виде щенят, нетрудно представить родителей

времен ледникового периода, которые в конце концов так же поддаются уговорам своего чада.

Однако развлечение детей и сопровождение, несомненно, не основная выгода от содержания ручных волков. Громкий лай, который крайне редко использовался как сигнал тревоги среди диких волков, мог сыграть важную роль в развитии симбиоза между людьми и волками. Возможно, первые собаки помогали охотникам, сопровождая их и выслеживая или даже загоняя добычу. Когда человек занялся земледелием, собаки могли выполнять важную функцию защиты скота от хищников: медведей, гиен и – волков. Но задолго до этого, в эпоху ледникового периода, ручные волки могли охранять лагерь и подавать сигнал тревоги громким лаем, что, естественно, было очень полезно для человека.

Таким образом, лай и виляние хвостом не такие уж и новые навыки. Чтобы объяснить их наличие у собак, нам не придется искать какие-то новые мутации, поскольку эти особенности уже были у древних волков. Но если некоторые различия между волками и собаками мы можем объяснить подобным образом, то некоторые характерные черты волков и собак (или серебристо-черных лисиц и их экспериментальной одомашненной разновидности) настолько далеко отстоят друг от друга, что это кажется неосуществимым с точки зрения биологии. Интересно, что с той же самой дилеммой мы столкнемся, если сравним все современные породы собак. Их разнообразие поистине потрясает: от чихуахуа до чау-чау, от далматинов до динго – такого богатства различий дикая природа не знает.

Еще Дарвин интересовался удивительным разнообразием домашних собак. Он объяснял это явление происхождением пород от нескольких разных видов диких псовых, однако сегодня нам известно, что предками собак были представители одного-единственного вида: серого волка, Canis lupus. В какой-то степени эта уверенность еще больше осложняет поиск ответа на вопрос о том, чем объяснить многообразие современных пород собак. Размышляя о его причинах, Дарвин предположил, что изменчивость могла быть результатом влияния различных факторов окружающей среды на оплодотворение или на развитие эмбриона. Ученому было известно, что некоторые особенности передаются по наследству, однако он не знал, как именно это происходит. И ему была очень по душе идея о том, что эти факторы окружающей среды – процесс воспитания, если можно так сказать, – сыграли в данном случае значительную роль.

В начале XX века научное сообщество вновь открыло для себя труды монаха и ученого предыдущего столетия Грегора Менделя, который сделал большой шаг вперед в понимании того, каким образом передаются по наследству определенные признаки; именно работы Менделя создали основу для зарождающейся науки генетики. Объединив данные наблюдений натуралистов с дарвиновской теорией естественного отбора, генетика помогла объяснить, как происходит процесс эволюции. Слияние этих разных областей биологии было описано в 1942 году Джулианом Хаксли, внуком одного из ярых сторонников Дарвина, Томаса Генри Хаксли, в книге «Эволюция. Современный синтез» (Evolution: The Modern Synthesis). Но рождение этого синтеза далось непросто.

По мнению Хаксли, в конце XIX века дарвинизм зашел в тупик из-за излишнего увлечения теорией и идеями адаптации. Каждая особенность организма была представлена как адаптация, доведенная до совершенства благодаря естественному отбору. Дарвинизм стал походить на естественную теологию, только на этот раз место верховного божества, творца, занял процесс естественного отбора. В то же время появлялись новые биологические дисциплины, такие как генетика, наука о наследственности. Экспериментальная генетика и эмбриология, казалось, вступают в противоречие с классическим дарвинизмом.

«К зоологам, придерживающимся теории Дарвина, – писал Хаксли, – сторонники новых дисциплин, таких как цитология, генетика [механика развития] или сравнительная физиология, относились с презрением, называя их отсталыми теоретиками». Но постепенно, между 1920 и 1940 годами, эти идеи стали сходиться и формировать более логичную картину:

Противоборствующие

лагеря пришли к согласию, когда одновременно с объединением молодых отраслей биологии произошел их синтез с классическими дисциплинами: связующим звеном стало учение Дарвина… За последние двадцать лет, после долгого периода последовательного развития дисциплин в относительной изоляции друг от друга, биология как наука стала более единой… Одним из главных результатов стало возрождение дарвинизма.

Идеи, отраженные в «Современном синтезе» составляют основу современной эволюционной биологии. Нам известно, что за постепенными изменениями, происходящими внутри вида, стоят главным образом случайные мутации. Отбор – естественный либо искусственный – действует затем на эти мутации неслучайным образом, сохраняя благоприятные и отсеивая вредные. И тем не менее разнообразие домашних видов, в частности пород собак, кажется, так велико, что его невозможно объяснить только накоплением изменений в генах с течением времени, простой взаимосвязью между новыми случайными мутациями и действием селекции. Отбор может привести к быстрому распространению в популяции полезных генов (и соответствующих признаков), однако он не может увеличить частоту возникновения мутаций. Несомненно, Дмитрий Константинович Беляев полагал, что причиной изменений, которые он наблюдал у своих все более ручных лисиц, были не просто мутации в ДНК, а что-то еще. Объяснению не поддавалась не только быстрота изменений, но и удивительное сходство между одомашненными серебристо-черными лисами и собаками. Невозможно было поверить, что все появлявшиеся у лисиц черты – от висячих ушей до виляющего хвоста – происходили из новых мутаций, а совпадение с характерными особенностями собак было чисто случайным. Также казалось маловероятным, что каждый признак возникал обособленно. Вместо этого логичным было предположить, что одно-два генетических изменения имели более далеко идущие последствия, поскольку существует определенная иерархия генов: одни гены контролируют другие.

Однако обладать конкретным геном недостаточно, ведь их можно включать и выключать. Дмитрий Беляев выдвинул гипотезу о том, что гены, контролирующие изменчивость поведения, также играют важную роль в регуляции в процессе развития организма, то есть влияют на цепочку других генов, включая или выключая их. Российские ученые, продолжавшие эксперимент Беляева, предположили, что эти гены могли быть связаны с гормоном кортизолом, который регулирует реакцию организма на стресс, а также с нейротрансмиттером серотонином. В крови ручных лисиц уровень содержания кортизола был очень низким, а концентрация серотонина в мозге, наоборот, повышенной. Низкий уровень кортизола наблюдается и у других домашних животных, а высокое содержание серотонина обычно связывают с подавлением агрессии. Но самое важное – возможное влияние этих двух биологически активных веществ на развивающийся плод.

Российские ученые предположили, что материнский кортизол и серотонин могут влиять на экспрессию множества других генов в период развития эмбриона и даже после рождения малыша во время выкармливания лисят. Выбирая для размножения особенно послушных лисиц, исследователи могли отбирать особей с определенными вариациями некоторых основных генов, связанных со стрессоустойчивостью и пониженной агрессией. Это значит, что следующее поколение лисиц в период внутриутробного развития подвергалось воздействию гормонов стресса в необычной концентрации, это, в свою очередь, особым образом влияло на процесс включения и выключения генов у развивающегося плода: так, как обычно не происходит в живой природе. Таким образом, программа развития эмбриона, более или менее устоявшаяся в условиях естественного отбора, была нарушена, что привело к невиданному разнообразию среди одомашненных серебристо-черных лисиц. Исследователи предположили, что всего несколько генетических вариантов могли привести к появлению множественных эффектов: различных окрасов, а также таких странных признаков, как висячие уши и даже загнутые хвосты. Другие исследователи предположили, что изменения концентрации тиреоидных гормонов – и в соответствующих генах – могут вызвать такие же масштабные последствия: значительно изменить реакцию на стресс, послушание, размер тела и цвет меха у многих особей в популяции. Поэтому искусственный отбор по определенному признаку, скорее всего связанному с генами, регулирующими стрессоустойчивость и послушание, мог приводить к изменению целого ряда других особенностей.