Atklājumi.lv

Ģenētiķi: suni pirmie pieradinājuši senās Eiropas paleolīta mednieki

Runājot par cilvēka pieradinātajiem dzīvniekiem, kā vienu no pirmajiem parasti iedomājamies suni - mūsu uzticamo pavadoni, draugu un sargu. Un patiešām, gan atbilstoši Redjarda Kiplinga bērniem sarakstītajā stāstā "Kaķis, kas staigāja, kur pašam patīk" attēlotajai notikumu secībai, gan mūsdienu molekulārās bioloģijas priekšstatiem, tieši vilks bija pirmais dzīvnieks, kuru cilvēks pieradināja. Tik vienkārši gan nesokas ar suņa pirmdzimtenes meklējumiem. Šajā jautājumā pētniekiem vienota viedokļa pagaidām vēl nav. Jauna, žurnāla "Science" 2013.g. 15. novembra numurā publicēta raksta autori, balstoties uz ģenētiskām analīzēm, apgalvo, ka senākā suņa domestifikācija notikusi nevis Tuvajos Austrumos vai Ķīnā, par ko liecināja daži iepriekšējie pētījumi, bet Eiropā, laikā starp 18,800 un 32,100 gadiem pirms mūsdienām.

Jaunākā paleolīta vidus - II puses arheoloģiskajā un fosīlajā materiālā ir daudz vilku un suņu kaulu, taču, izmantojot kā avotu tikai tos vien, pētniekiem ir grūti uzrakstīt drošu, nešaubāmu suņa pieradināšanas vēsturi. Viens no neskaidrību iemesliem ir tāds, ka tikko pieradināts suns morfoloģiski vēl tikpat kā neatšķiras no sava mežonīgā radinieka - mazāks vilks var tikt kļūdaini uzskatīts par suni, bet lielāks suns par vilku. Cits aspekts - vilku un suņu fosīlijas, lai gan to lielākā daļa līdz šim atrasta Eiropā, ir izplatītas ļoti plašā ģeogrāfiskā teritorijā - no Portugāles rietumos līdz Sibīrijai austrumos, kā arī visā Ziemeļamerikā - un tikai pēc to atrašanas vietas vien suņu pirmdzimteni nevar noteikt. Daudz vienkāršāk tas bija, piemēram, ar aitu un kazu mežonīgo priekšteču sugām, kuras to pieradināšanas laikā brīvā dabā dzīvojušas tikai salīdzinoši nelielā Tuvo Austrumu reģionā.

Tāpēc, lai cilvēka labākā drauga izcelsmes vietas meklējumos izvairītos no nedrošiem pavedieniem, zinātnieki ņēma palīgā ģenētiskās analīzes. Tomēr arī tās, uz uzdoto jautājumu - kur un kad pirmo reizi cilvēks piejaucēja vilku, pagaidām nav spējušas dot neviennozīmīgu atbildi.

2002. gadā ģenētiķis Peters Savolainens no Stokholmas Karaliskā Tehnoloģiju institūta, kopā ar Ya-ping Zhang no Kunmiņas (Kunming) Zooloģijas institūta (Ķīna), izpētot vairāku desmitu, dažādās pasaules vietās dzīvojošu suņu un vilku mitohondriālās DNS (mtDNS) atsevišķus fragmentus, noskaidroja, ka lielākā ģenētiskā dažādība, kas varētu liecināt par sugas izcelšanas tieši šajā reģionā, vērojama Dienvidaustrumu Āzijā. Arī zinātnieku vēlākie pētījumi, kuros tika analizēti pilnie mtDNS genomi, kā arī suņu, vilku un koijotu šūnas kodola Y hromosomas DNS šo secinājumu šķietami apstiprināja.

2010. gadā ar citu versiju par suņa pirmdzimteni nāca klajā Losandželosas Kalifornijas universitātes pētnieka Roberta Veina (Robert Wayne) komanda. Izanalizējuši 48,000 suņu un pelēko vilku pilno genomu marķierus, viņi atklāja, ka suņu DNS secības vairāk līdzinās nevis Austrumāzijas, bet Tuvo Austrumu vilkiem. Pie tam daļa marķieru bija sastopami tikai Tuvo Austrumu vilku populācijā. No tā Veins secināja, ka suņu pirmdzimtene drīzāk ir meklējama kaut kur Auglīgā pusmēneša apgabalā.

Katras šīs versijas piekritēji otru pusi apvainoja selektīvā paraugu atlasē, nepietiekamā ģeogrāfiskā pārsedzē un rezultātu sagrozīšanā. Strīdiem turpinoties, Veins, kura komandai 2010.g. pievienojās evolucionārais ģenētiķis Olafs Tālmans, saprata, ka problēmu nav iespējams atrisināt, neizmantojot seno DNS. Pēc piejaucēšanas sekojošās tūkstošgadēs gan vilki ar suņiem, gan vieni suņi ar citiem ir krustojušies neskaitāmās reizes, sajaucot visas iespējamās līnijas. Iespēja atkāpties atpakaļ laikā un paskatīties uz suņa genomu kāds tas bija, teiksim, pēdējā apledojuma maksimuma beigās ļauj šos uzslāņojumus vienkārši noņemt nost. Lai to varētu izdarīt, nepieciešama, no nepārakmeņojušās un droši datēta kaulu parauga paņemta senā DNS. 

Jau kopš no 1990.gadiem Veina komanda, sadarbībā ar arheologiem, sāka vākt seno suņveidīgo DNS, taču viņiem vēl nebija izdevies iegūt pietiekami daudz kvalitatīva materiāla, lai varētu salīdzināt senās un mūsdienu secības.

Ar Tālmana līdzdalību darbs vedās raitāk un pāris gadu laikā komanda, kurā ietilpa zinātnieki no Krievijas, Somijas, ASV, Beļģijas, Vācijas un Argentīnas, bija ieguvusi 18 pilnus vai gandrīz pilnus fosīlos mtDNS genomus, no kuriem 10 tika noteikti kā vilkveidīgi, bet 8 kā suņveidīgi. Gandrīz visi tie tika iegūti no Eiropas pieminekļos atrastiem kauliem, kuri datēti ar laiku no 1000 līdz 36,000 gadu pirms mūsdienām. Šos paraugus pētnieki salīdzināja ar mtDNS, kas bija ņemts no 77 dažādu mūsdienu šķirņu suņiem, 49 vilkiem un 4 koijotiem. Izmantojot iegūtos datus, zinātnieki sastādīja sugas cilmes koku, kas parādīja tā atsevišķu zaru saistību.

Rezultāti, kuri publicēti "Science" 15. novembra numurā, pašiem zinātniekiem bija negaidīti. Izrādījās, ka mūsdienu suņi ģenētiski ir tuvāki senajiem nevis modernajiem vilkiem. "Pelēko vilku populācija, no kuras cēlušies suņi tagad ir izmirusi," stāsta Tālmans. Jāatzīmē gan, ka pie šī secinājuma, trūkstot vēl tikai plašākiem bioloģiski matemātiskiem pierādījumiem, Veina komanda bija nonākusi jau šī gada pavasarī. 2013.g. maijā viņi piedalījās genomiskās bioloģijas pētnieku konferencē Koldspringhārborā, Ņujorkā, kur ziņoja, ka, izmantojot 3 mūsdienu vilku populāciju (no Tuvajiem Austrumiem, Austrumāzijas un Eiropas) genomus, 2 seno suņu genomus un mūsdienu bokseru šķirnes genomu, viņi atklājuši, ka mūsdienu vilki nav suņu tiešie senči.

Cits, jaunizstrādātā suņu cilmes koka atklāts pārsteigums bija saistīts ar ģeogrāfiju - visi mūsdienu suņiem līdzīgākie senā DNS paraugi nāca no Eiropas. Piemēram, tuvākais lielākā mūsdienu suņu atzara vilku radinieks bija pirms 14,500 gadiem Šveicē dzīvojis īpatnis. Savukārt senie Vācijas teritorijā audzētie suņi bija tuvākie radinieki citam moderno suņu zaram. Šī saistība saskanēja ar iepriekš publicētu G. d'Annunzio universitātes (Itālija) patologa Renato Mariani-Kostantini pētījumu, kurā, balstoties uz piecu, Itālijā atrastu aizvēsturisku suņu mtDNS izpētes rezultātiem, autors pieļāva, ka suņi cēlušies Eiropā.

Jaunais pētījums, suņu izcelsmes hronoloģiskajam ietvaram ļaujot krietni pārkāpt pleistocēna apakšējo robežu, noraida dažu ģenētiķu izteikto pieņēmumu, ka suņi tikuši piejaucēti tikai pēc zemkopības izveidošanās, kad vilki varētu būt tuvojušies apmetnēm meklējot kaut ko ēdamu atkritumos jeb cenšoties aiznest mājlopus. Atbilstoši Veina komandas aprēķiniem, kas izdarīti ņemot vērā viņu izpētītajos paraugos noteikto mutāciju biežumu un ģenētiskās atšķirības, cilvēks suni pieradinājis laikā starp 18,800 un 32,100 gadiem pirms mūsdienām. Savukārt stabila suņa klātbūtne cilvēku kopienās attiecināma uz laiku starp 15,000 un 20,000 gadu pirms mūsdienām, kas ir krietni agrāk par zemkopības pirmsākumiem.

"Vilks ir vienīgais plēsoņa, ko cilvēks pieradinājis un tas mani vienmēr ir intriģējis," Veins stāsta. Viņš uzskata, ka vilka pieradināšana ciešā cilvēku un mājlopu lokā, kāds pastāv lauksaimnieku un lopkopju kopienās, ņemot vērā dzīvnieka agresīvo raksturu un plēsoņas instinktus, būtu ļoti sarežģīta, lai neteiktu - maziespējama. Cita lieta, ja tas notiek mednieku sabiedrībā, kur vilku cilvēkam piesaista iespēja pamieloties ar laukā atstātajām medījuma atliekām. Maz pamazām starp lokālām kromaņjoniešu mednieku grupām un vilku bariem varēja izveidoties abpusēji izdevīgas attiecības, kurās katra puse ievēroja savus noteikumus un deva zināmu pienesumu otras labā. Medniekiem sekojošais pazīstamais vilku bars, piemēram, varēja brīdināt, ja tuvojās kāda cita, svešu mednieku grupa vai lielāks un bīstamāks plēsējs - alu lauva vai lācis... Tāpat cilvēki, protams, zināja, kādi ir vilku paradumi un kā tie barā medī, iedzenot dzīvnieku vietā, kur tas vismazāk spēj pretoties. Līdz kādu dienu viens no medniekiem sāka domāt, ka būtu ļoti labi, ja tādi spēcīgi, gudri un droši sargi un medību palīgi viņam būtu pieejami visu laiku un uz tiem varētu paļauties līdzīgi kā uz savu biedru... Tālākais jau bija, tā sacīt, tikai tehnikas jautājums.

Vilku simbiotiska sekošana cilvēkam, kurš, dzīvojot ledāja malā, sezonāli pārvietojas līdz ar galveno medījamo dzīvnieku - ziemeļbriedi -, pēc Veina domām var izskaidrot kā notika mežonīgo vilku ģenētiskā nodalīšanās no suņu tiešajiem priekštečiem. Tie vilki, kas līdz ar cilvēku kļuva par migrējošiem dzīvniekiem, varēja zaudēt savu teritorialitāti un pārstāt krustoties ar teritoriālajiem bariem. Šāda mehānisma darbības ilustrācijai Veins sniedz piemēru no Ziemeļamerikas dabā vērotā: "Šim procesam ir mūsdienu analogs. Tundrā un boreālajos ziemeļu mežos dzīvo vilku populācija, kas seko līdzi ziemeļbriežu migrācijai tūkstošiem kilometru garumā. Kad ziemā šie vilki līdz ar briežiem no polārajiem tundras apgabaliem dodas lejā boreālajos mežos, tie nekrustojas ar tur dzīvojošajiem teritoriālajiem vilkiem, kas nekad nemigrē.

Diemžēl Veina vadītajai pētnieku grupai neizdevās iegūt analīzēm izmantojamu seno vilku un suņu DNS no Tuvajiem Austrumiem un Austrumāzijas. "Tas ir šī pētījuma galvenais trūkums," saka Savolainens, kurš joprojām ir pārliecināts, ka suņi izcēlušies Dienvidķīnā. Gan viņš, gan arī citi kritiķi pārmet Veinam, ka atlasē iekļauti maz paraugu no mūsdienu Āzijā un Tuvajos Austrumos dzīvojošiem vilkiem, bet to ir salīdzinoši daudz no Eiropas. "Tas ir salīdzināms ar situāciju, kad kāds pētītu cilvēka izcelsmi, bet neizmantotu nevienu paraugu no Āfrikas," Savolainens stāsta.

Atbildot uz šo kritiku, Veins norāda, ka senākās suņa fosīlijas, kas atrastas Dienvidāzijā ir tikai 8000 gadus vecas, bet Tuvo Austrumu atradumu vecums nepārsniedz 12,000 gadus, kas kā vienā, tā otrā gadījumā ir laiks, kas nav agrāks par zemkopības rašanos, kamēr Eiropā kopā ar cilvēkiem atrasti suņu apbedījumi ir 14,000 gadu seni un vecāki. Atrodiet Dienvidāzijā vai Tuvajos Austrumos tikpat senas vai senākas suņu fosīlijas kā Eiropā un tad to DNS būs iespējams salīdzināt ar mūsdienu suņu sekvencēm, Veins izaicina kritiķus.

Iebildumi pret Veina grupas rezultātiem ir arī Čikāgas Ilinoisas universitātes evolucionārajam biologam Čungam Vu (Chung-I Wu). Viņš norāda uz problēmām, kas saistītas ar mtDNS izmantošanu. "Tādējādi iespējams gūt tikai nelielu ieskatu sugas evolucionārajā vēsturē," Vu skaidro. Ņemot vērā biežās un daudzskaitlīgās cilvēku migrācijas, kurās viņiem sekoja suns, Vu pieļauj, ka suņu tēviņi, kas Eiropā ienākuši līdz ar saviem, no citiem kontinenta reģioniem pārceļojušajiem saimniekiem, varēja krustoties ar vietējām mātītēm. Līdz ar to, Vu spriež, Veina rezultāti var būt pareizi, taču tikai attiecībā uz mitohondriālajiem jeb sieviešu kārtas suņu senčiem, jautājumu par vīrišķās līnijas izcelšanos atstājot atklātu.

Par to, ka taisnība, iespējams, ir visām šajā zinātniskajā strīdā iesaistītajām pusēm, resp. - suns neatkarīgi ticis pieradināts vairākos cilvēku apdzīvotos reģionos - liecina šī gada martā izdevumā PlosOne publicēts raksts, kurā sniegts ziņojums par Razboiņičeja alā Altaja republikā (Krievijas Federācijā) jau 1975.g. atrastā 33,000 gadus vecā, domājamā suņa galvaskausa mtDNS izpēti. Šis ir otrs pasaulē vecākais, šobrīd zināmais arhaiskā suņa atradums. Vēl senāks ir tikai tā sauktais Gojē suns, kura ar 36,000 gadu lielu vecumu datētais galvaskauss jau 19.gs. vidū tika uziets Beļģijā, taču palika nepamanīts līdz 2000. gadu otrajai pusei, kad to uzgāja, pārlūkojot muzeju kolekcijas.

Darbu Annas Družkovas vadībā veica Krievijas Zinātņu akadēmijas un vairāku ārvalstu zinātnieki, to vidū piedaloties arī Veinam un Tālmanam. Salīdzinot Razboiņičeja senā suņa mtDNS ar mūsdienu suņu un vilku genoma datiem, izrādījās, ka tiešas sakritības nav atrodamas, taču tuvāka radniecība tam bija ar šodien dzīvojošiem suņiem un ar pirmskolumba Amerikas suņveidīgajiem nekā ar mūsdienu vilkiem. Arī ar pašā Razboiņičeja alā atrastajiem pleistocēna vilkiem (dzīvojuši pirms apm. 32,500, 48,000 and 50,000 gadiem (nekalibrēti 14C dati)) no pētījumā izmantotā fosīlā galvaskausa izdalītās mtDNS polimorfismu atšķirības bija pārāk lielas, lai varētu izteikt iespējamību, ka šis suns ir tieši cēlies no kādas to populācijas.

Interesantu pavērsienu jautājumā par Razboiņičeja un Gojē suņu vietu suņveidīgo ciltskokā ieviesa Veina komandas jaunākais pētījums. Salīdzinot šo dzīvnieku genomus lielākas datu bāzes ietvaros nekā to varēja izdarīt Družkovas grupas analīzēs, zinātnieki secināja, ka tie tomēr ir uzskatāmi par sānu zariem - mūsdienu suņu arhaisko senču brālēniem, kas vai nu pārstāv kādu īpašu, suņiem līdzīgu izmirušo vilku paveidu vai arī ir pirmie domestificētie suņi, kuru dzimtas vēlāk aprāvušās, nedodot tiešus, līdz mūsdienām saglabājušos pēcnācējus.

Augšējā attēlā: Oriģinālā polihroms vilka gleznojums no Font de Gaume alas Francijā. Vecums ap 16,000 gadu. H.Brila zīmējuma (1915) reprodukcija. Avots: vikipēdija CC.

Avoti:

O. Thalmann, B. Shapiro, P. Cui, V. J. Schuenemann, S. K. Sawyer, D. L. Greenfield, M. B. Germonpré, M. V. Sablin, F. López-Giráldez, X. Domingo-Roura, H. Napierala, H-P. Uerpmann, D. M. Loponte, A. A. Acosta, L. Giemsch, R. W. Schmitz, B. Worthington, J. E. Buikstra, A. Druzhkova, A. S. Graphodatsky, N. D. Ovodov, N. Wahlberg, A. H. Freedman, R. M. Schweizer, K.-P. Koepfli, J. A. Leonard, M. Meyer, J. Krause, S. Pääbo, R. E. Green, R. K. Wayne. Complete Mitochondrial Genomes of Ancient Canids Suggest a European Origin of Domestic Dogs. Science, 2013 DOI: 10.1126/science.1243650

Anna S. Druzhkova, Olaf Thalmann, Vladimir A. Trifonov, Jennifer A. Leonard, Nadezhda V. Vorobieva, Nikolai D. Ovodov, Alexander S. Graphodatsky, Robert K. Wayne.Ancient DNA Analysis Affirms the Canid from Altai as a Primitive Dog. PLoS ONE, 2013; 8 (3): e57754 DOI:10.1371/journal.pone.0057754

siberiantimes.com

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.