Адаптация к новой диете во время одомашнивания собак: последствия для процесса одомашнивания и здоровья собак

Список сокращений

AMY2B: панкреатическая амилаза в тонком кишечнике собак, которая инициирует переваривание крахмала
GO: генная онтология
MGAM: мальтаза-глюкоамилаза, ответственная за гидролиз мальтозы до глюкозы
ПЦР: полимеразная цепная реакция
SGLT1: натрий-глюкозный ко-транспортер 1
YBP: годы до настоящего времени

Обзор

Сравнения геномов собак и волков открывают новые перспективы в изучении происхождения собак. Недавно мы использовали этот метод для отображения этапов селекции во время одомашнивания собак и идентифицировали несколько генов, участвующих в пищеварении и жировом обмене. В частности, отбор по трем генам, ответственным за переваривание пищевого крахмала, указывает на то, что одомашнивание собак сопровождалось переходом от преимущественно плотоядной диеты к относительно богатой крахмалом. Благодаря исследованиям генетического разнообразия в этих локусах в популяциях собак со всего мира мы можем получить представление о том, как и где происходила эта адаптация, а также о том, как изменение рациона питания может повлиять на здоровье собак.

Введение в историю одомашнивания собак

Собаки, вероятно, были первыми одомашненными животными, и они все еще важны для современного человеческого общества. Неясно, когда и где начался процесс одомашнивания собаки человеком. Ископаемые останки псовых в Европе и России, датируемые от 12 000 до 33 000 лет до нашего времени (YBP) [1,2], могут говорить о том, что история приручения собак человеком началась среди охотников-собирателей палеолита. Однако неясно, являются ли эти останки предками современных собак [3] неудачными попытками одомашнивания или естественной морфологической изменчивостью среди волков [4]. Останки из Израиля, возраст которых составляет 12 000 лет, могли бы представлять собой самые ранние собачьи останки [5, 6], потенциально связывающие одомашнивание собак с переходом человека от кочевого к оседлому образу жизни.

Крупномасштабные генетические анализы показывают, что приручение собаки началась между 18 000 и 11 000 YBP [7,8], но поскольку все волки, по-видимому, одинаково тесно связаны с собаками [8], эти исследования менее информативны в отношении местоположения процесса одомашнивания. С другой стороны, всемирные исследования изменчивости митохондриальных и Y-хромосомных гаплотипов у собак показывают, что китайские деревенские собаки обладают непревзойденным уровнем генетического разнообразия, предполагая, что большинство современных собак имеют китайское происхождение [9,10]. В добавок к этим неопределенностям относительно происхождения собак, также неясно, почему и как собаки были одомашнены. Люди, возможно, начали этот процесс, захватив волчат для использования в охране или охоте. С другой стороны, когда люди перешли от кочевого к оседлому образу жизни, волки сами могли приблизиться к свалкам отходов вблизи человеческих поселений, чтобы добыть пищу [6]. Отбор по характеристикам, которые позволяли эффективно использовать новый альтернативный источник еды, возможно, привел к эволюции волка-падальщика, который представлял предка собаки.

Чем отличается волк от собаки: геномные отличия

Общегеномные сравнения домашних и диких родственников на популяционном уровне в последнее время начали проливать свет на некоторые процессы одомашнивания. Идентификация геномных областей, в которых одомашненные вариации имеют общий гаплотип, обычно отсутствующий или достаточно редко встречающийся у диких родственников, может быть использована для прослеживания селекции во время первоначального одомашнивания. Функциональная характеристика генов в этих областях может дать представление о признаках, характеризующих домашних животных. Такие знания, в свою очередь, могут быть использованы для изучения генетической основы этих признаков и экстраполяции на изменения окружающей среды, сопровождавшие переход от диких животных к домашним, что позволяет по-новому взглянуть на процесс одомашнивания.