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这20年我们是不是转了一个圈,什么都没做?

2018-04-06 SNHM 上海自然博物馆

“对狗起源的探索,正是对我们自己文明之路的探索”

——《入侵者》帕特·西普曼

 

在人和所有动物的关系中,和狗的伙伴关系绝对称得上是最特殊也最珍贵的。


不过,这种关系是如何建立起来的,又是什么时候、在哪里最先发生的?这看似简单的问题实际上远未拥有一个确切的答案。


第103期绿螺讲堂

从灰太狼到吉娃娃——解开狗的进之谜



主讲人:王国栋


中国科学院昆明动物研究所研究员


狗是在哪里、什么时候、怎样被驯化的?


《Nature》上有这样一个评论:“遗传学家在狗的起源上发生了很大的争论”,相对应的配图就是两条狗在争执。


图片来源:nature.com

 

科学家们在这个问题上差不多用了20年来反复讨论,他们都研究了些什么呢?

 

问题要从1997年发在《Science》上的一篇论文开始,这篇文章首先阐明:所有的狗无论大小、无论行为是怎么样的,都是来自于灰狼,而不是其他犬科动物。

 

灰狼

图片来源:ARKIVE


2002年,中国科学院昆明动物研究所张亚平院士和瑞典皇家理工学院的Peter Savolainen教授合作研究了中国和世界各地家犬和灰狼的线粒体数据,发现狗起源于东亚,时间大概在一万多年以前,这是当年的一篇封面文章。封面照片便是一只来自中国云南地区的土狗。


图片来源:Science


从这开始,争议就出现了。

 

2009年,康奈尔大学的Adam Boyko发了一篇文章,认为“狗起源于东亚”这个观点可能存在问题,因为当时的数据里面并没有非洲的狗。随后他系统研究了非洲土狗,发现非洲的狗的遗传多样性也很高,认为狗也有可能起源于非洲。

 

到2013年,欧洲的几个课题组联合研究,通过从化石中提取古DNA的方法,研究了欧洲土狗化石的线粒体,并认为这些狗的起源是欧洲。

 

在2015年,Adam Boyko等人调查了中亚、尼泊尔、蒙古地区的狗,发现这个地区狗的遗传多样性也很高,所以他们又认为狗是中亚起源。

 

到这里,关于狗的起源,从东亚到中亚、到非洲,都有了是吧?

 

2016年,中国的学者(也就是我们帅气的王国栋老师啦)用全基因组测序的手段分析了狗的起源,并且画了一个整个迁徙的路线图,相关成果发表于《Cell Research》。

 

图片来源:Cell Research


文中提出,家犬起源于中国南方。大概在33000年前,人类把灰狼驯化成了狗。


这个过程称为“拾荒者假说”。简单来说,就是最初人类群居、生火、猎捕食物,并丢一些不吃的骨头等生活垃圾,有的狼会以人类丢弃的食物为食,时间久了,便认为跟在人类周围生活要比在自然界生活容易,对火和人类的恐惧心理逐渐消失,最终被人类驯化。


大约在15000年前,狼从中国南方迁徙出来,到了中东地区,正好在小麦在中东被驯化为农业作物的时间段内,发生了一系列的进化,随后一支到了非洲,一支到了欧洲,还有一支返回了中国北方,并在这儿与中国南方的群体形成了混合群体,这一支混合群体又迁徙到了美洲。

狼的迁徙路线


这让我们不禁想起人类走出非洲的系列研究。其实我们对家犬的整个研究也是在做类似的工作,刻画出家犬的起源和全球迁徙历史。


家犬为什么是人类的好朋友?


有这样一种说法:“什么样的人养什么样的狗”。狗越养越像主人,跟人的习性也越来越像。人活泼,养的狗也比较活泼,主人不爱动,养的狗也不爱动。

 

图片来自网络


人和狗确实关系很紧密吗?答案是肯定的。具体原因有以下4个方面:


1.人类走出非洲以来已经占领了各个大陆,而狗和人的生活环境是非常类似的,与其他家养动物不一样,你不可能把猪养在自家房子里,不过基本上人住什么地方狗就住在什么地方

2.食物相似

3.狗具有跨物种交流能力

4.狗能够模仿人的行为


为了证明狗与人是有趋同进化的,我们选择了一个极端的天然实验场——青藏高原,考察这个地方的人和狗是否发生了有关联的遗传改变。


青藏高原

金洁琼  拍摄

 

青藏高原是世界屋脊,在高原上所有的动物面对的挑战就是缺氧、寒冷和高紫外线。就缺氧这一点来说,对于早期迁徙到高原的人类来说,没有外部供氧设备,很难应对。

 

那在高原上生存的人群在遗传上发生了哪些改变,使得他们能够适应这个缺氧环境呢?


不同地区的人适应策略不一样:藏族人在遗传上提高了血红蛋白携氧能力,而安第斯山、埃塞俄比亚高原人群则是提高了血红蛋白的含量。

 

那青藏高原上的狗呢?我们发现:藏獒和藏族人的适应策略相同。是不是很有意思?

 

我们通过一系列数学方法鉴定到狗有两个基因:EPAS1HBB,这两个基因是非常显著受选择的,并且在藏族人群当中受选择的而提升携氧能力的,也是同样的基因。通过等位基因频率的算法、选择信号强度的趋同、统计选择片段大小的趋同性等数学方法,能够证明,高原自然条件下,藏族人和藏獒在对缺氧环境适应的趋同性。


多样家犬品种背后的故事


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PBS纪录片:《Dogs and More Dogs》

 

曾经,在草原上,人类想猎捕兔子,但又比较笨拙抓不到,于是就带着一些狗来打猎,有些狗很厉害,能够抓到猎物,有些狗就不行。抓到猎物的狗获得主人给的食物,并且与异性交配,产生后代,于是这些能抓到猎物的狗的基因就被保存了下来。


在这个长期的选择过程中,这类狗的体型变得越来越修长,奔跑能力越来越强,胸腔越来越大,也越来越擅长抓捕猎物,这就是一个典型的人工选择。


以昆明犬为例,昆明犬有不同表型,有的比较亲善,有的比较胆小,有的比较凶狠。其中那些攻击性强的昆明犬就会被选择出来,一步步训练成警犬。


正是通过这样的长期选择,人类培育出了瑞姆猎犬、斗犬、牧羊犬、雪橇犬等等,它们跟着人类移居不同的地方,学会不同的技能,形成了丰富多彩的品种。



从1997年多起源假说被提出,到2002年东亚起源,再到2009年非洲起源,中间还有中东起源说、中亚起源说、欧洲起源说,然后到2016年又回到了一个两起源说。

 


这20年的时间我们是不是转了一个圈,从结论上来讲是不是什么都没做呢?

 

当然不!


从牛顿开始到现在我们的研究,科研人员所做的每一项研究最终都有可能被证明是错误的,而即使是这样,在这个过程中,技术是被推进的,新的想法无论如何都值得我们去不倦追求。科学就是这样一个螺旋上升的过程。



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