Tajemnica беляевских lisy: syberyjskie geny dobroci szukają w Illinois

0
86


Fot. Getty Images

Siedemdziesiąt lat temu genetyka Dmitrij Bielajew rozpoczął swoje doświadczenia na udomowienie lis. Od tego czasu jego lisy stały się klasycznym obiektem dla naukowców zajmujących się genetyką zachowania zwierząt i człowieka. Latem tego roku naukowcy zbliżyli się do poznania na kolejny krok

Istnieją obiektywne powody, dla których osiągnięcia rosyjskich naukowców w dziedzinie nauk biologicznych tak skromne: celowa eliminacja genetyki w połowie XX wieku nie mogło być darem dla kraju. Przypadki, kiedy krajowych genetyków stawiają początek liczbą naukowym miejsc w biologii, w ogóle można policzyć na palcach. I jeden z takich przypadków — pracy nowosybirskiego genetyka Dmitrija Bielajewa (1917-1985), o których wie każdy naukowiec zajmujący się genetyką zachowania. Gdyby nie doświadczenia Bielajewa z одомашниванием lis, założone jeszcze w 1950 roku, mało kto by pomyślał, że rozszyfrować genom tej bestii. Jednak genom został odszyfrowany. Głównym celem projektu — w końcu rozwikłać zagadkę, nad którą walczył sam Bielajew i wszystkich jego zwolenników w różnych krajach świata.

Bardzo dziwna lis

U lisa piękny cenne futro, ale zły charakter. Właśnie tę rozwiązanie konfliktu i zamierzał zezwolić Dmitrij Bielajew: partia i rząd polecił mu wyprowadzić rasy lis, nadających się do hodowli w niewoli, to znaczy, którzy nie boją się człowieka i nie wykazują się do niego agresji. Jednak w przeciągu kilku pokoleń selekcji najbardziej przyjaznych i towarzyskie zwierzęta dał zaskakujący wynik: lisy zmieniły się na zewnątrz. U nich na pieska обвисли uszy, загнулись szydełku ogony (są do tego jeszcze i nabyli nawyk przyjazny machać), a co najważniejsze — da się zjeść ten sam futro, dla którego wszystko i jaki sens: na nim pojawiły się białe plamy. W tym momencie stosowana zadanie nieoczekiwanie stała się fundamentalną problem. Jak później się okazało, że ona ma stosunek do różnych dziedzin nauki, od genetyki zachowania do pochodzenia człowieka.

Biologów interesuje pytanie: co to za geny są mocowane u zwierząt, gotowych komunikować się z ludźmi?

Będąc głęboko kompetentny człowiek, Bielajew na pewno czytałem pracy Karola Darwina. Twórca teorii ewolucji jeszcze w XIX wieku wspominał o “syndromu udomowienia” — pojawi się u zwierząt określonego zestawu nowych cech po oswajania ich człowiekiem. To, co się stało z беляевскими lisów — piękny przykład tego zespołu. Naukowcy nowosybirskiego Instytutu cytologii i genetyki zajęli się nauką rasy lisy, czerpać Беляевым, i w dalszym ciągu tej pracy do tej pory. A ci z nich, którzy zdecydują się wymieniać syberyjskie przestrzenie na kraju świata, bardziej korzystne dla pracy naukowej, infekowali to tematem zagranicznych kolegów.

Biologów interesuje pytanie: co to za geny, które tak szybko, w ciągu zaledwie kilku pokoleń, utrwalają się u zwierząt, gotowych komunikować się z ludźmi? Eksperymenty, mające na celu zidentyfikować genetyczne podstawy otuchy i życzliwości zwierząt, stawiano na myszach, i na курах, i, oczywiście, na psach w porównaniu z ich przodkami wilkami. Ale klasycznym obiektem nadal pozostaje lis — głównie dzięki полувековому eksperyment w hodowli, trwającą w Nowosybirsku. I kiedy Anna Кукекова i jej koledzy z Иллинойского uniwersytetu snuli projekt ludzkiego genomu lisy, to przyjazne syberyjskie kurki były głównym przedmiotem ich zainteresowania.

Geny dobroci

Bardzo trudno oprzeć się pokusie, aby pogłaskać bezbronnego lisa — produkt ponad pół wieku hodowli, prowadzonej genetykiem Syberyjskiego oddziału RAN. Jednak powstrzymywać przypada: interakcja człowieka i zwierząt odbywa się w ściśle kontrolowanych warunkach. Najpierw trzeba zadbać komórka dokładnie jedną minutę, a następnie otworzyć drzwiczki i odczekać jeszcze chwilę, teraz można dotrzeć do lisa rękę i z boku też dokładnie na minutę i w końcu zamknąć drzwiczki i jeszcze chwilę stanąć w pobliżu komórki. Jeśli lis na każdym etapie wyraża gotowość do komunikowania się — i nawet tego wymaga od człowieka — uważa się, że przeszła test na życzliwość. Równolegle z tym w Instytucie cytologii i genetyki jest zrobione i druga linia lis z przeciwnymi cechami — zwiększoną agresywnością i боязливостью. Genetyczny porównanie tych dwóch linii i wynosi sferę interesów Anny Кукековой i jej kolegów z Иллинойского uniwersytetu.

Naukowcy odkryli, że określone obszary genomu, w których przyjaznych i agresywnych lis zapisało się najwięcej różnic. Jako “złoty standard” przez długi czas służył genom psa, jednak takie porównania zwierząt z różnych ogrodów zoologicznych porodu nie da się przeprowadzić bez zastrzeżeń. Dlatego naukowcy czekali pełni odszyfrować лисьего genomu, o której informują w swoim artykule.

Teraz mogą wyciągnąć jakieś wnioski. W genomach badanych lis wykryte różnice w 103 obszarach, z których niektóre w sposób oczywisty decydują o przyjazną lub agresywne zachowanie. W świetle nowych genomiki danych nie tylko udało się nakreślić obszar genomu, ale i wskazać na poszczególne geny, które określają te objawy. Jednym z takich genów, SorCS1 na xv foxy chromosomu, wcześniej nie został wylosowany podczas wpływ na zachowanie. Tymczasem jedna z jego funkcji — udział w procesach tworzenia synaps neuronowych.

Полтораста lat temu Karol Darwin zauważył: “Człowiek w wielu aspektach jest podobny do zwierząt, które przez długi czas były одомашненными”.

Wśród zidentyfikowanych genów, prawdopodobnie wpływ na zachowanie, były i takie, ludzkie odpowiedniki, których na pewno grasz w psychicznych cechach: 13 były związane z zaburzeniami ze spektrum autyzmu, 13 — z chorobą dwubiegunową. A cztery lisich genu znajdują się w bardzo ciekawym fragmencie chromosomu: u człowieka jego utrata prowadzi do rozwoju zespołu Williamsa-Бейрена, obserwowanego u tak zwanych “dzieci-elfów”. U tych pacjentów inteligentne zaległości towarzyszy wyjątkowej emocjonalnej reakcji i życzliwość. Wcześniej genetyka zauważyć, że wiele mutacji w tym regionie chromosomu odróżnić psa od wilka: mam wrażenie, że u psów przy одомашнивании zakotwiczony “elfów” cechy.

Ciekawe, że to właśnie tu analogia lisy i psy dała się zawiesza: mutacje, podobne do tych, które odróżniają się psy, wilki, lisy ugruntowały się w przyjazną, a wręcz przeciwnie, w agresywnej linii. To tylko świadczy o tym, że genetyczna regulacja zachowania — jest o wiele bardziej skomplikowany proces niż zakładali genetyki, a już na pewno za wcześnie rozmawiać o jego części, w ramach popularnej notatki.

Po co to wszystko?

Te zadania, które stoją przed Dmitrijem Беляевым i jego kolegami w powojennym ZSRR, — wydalanie bardziej przyjaznych linii przemysłowych zwierząt futerkowych lub zwierząt — nadal są aktualne, a wyniki Иллинойских genetyków mogą pomóc w ich rozwiązaniu. Zresztą, od tego czasu bardzo się zmieniły poglądy na temat etyki podobnych rozwiązań — może manipulować świadomością naszych braci mniejszych w skali masowej ludzkość nigdy nie będzie. Ale to zrozumienie biologicznej natury zaburzeń zachowania, w tym choroby afektywnej dwubiegunowej lub autyzmu, może stać się potężnym impulsem dla biomedycznych i farmakologicznych rozwoju.

W tym roku w Nowosybirsku został ustawiony pomnik Беляеву. Rzeźba przedstawia naukowca, протягивающего rękę do lisa.

A jednak główne znaczenie tego przeciągającego się 70 lat pracy naukowej zasadniczo-teoretyczne. Полтораста lat temu mądry Karol Darwin zauważył: “Człowiek w wielu aspektach jest podobny do zwierząt, które przez długi czas były одомашненными”. Rzeczywiście, w trakcie hodowli zwierzęta zostały wybrane, między innymi, na podstawie бесконфликтности w ludzkim społeczeństwie. Ale właśnie taki wybór padał i wśród ludzi przy tworzeniu głównego jakości, która nas ukoronowaniem ewolucji, — zdolności współpracować ze sobą i tworzyć skomplikowane społeczeństwo.

Ten pomysł dzisiaj rozwija amerykańsko-austriacki językoznawca Tecumseh Fitch. Zakłada on, że historia беляевских lisy, ewolucja ludzkiej towarzyskości i wiele innych zjawisk biologicznych — różne strony jednego procesu ewolucyjnego, w centrum którego stoi spowolnienie indywidualnego rozwoju, a w szczególności zmiana migracji komórek embrionalnego nerwowego wałka. Małe modyfikacje wczesnych etapach rozwoju embrionalnego mogłyby wyjaśnić, w szczególności, i cały ten bukiet cech, który Bielajew obserwuje u swoich lis, w tym пегий futro, обвислые uszy, ogon hakiem i przyjemny charakter. Ale, co ważniejsze, ten podejście, być może, da klucz do jednej z najbardziej intrygujących zagadek Wszechświata: jak człowiek stał się człowiekiem.

Swoje hipotezy Tecumseh Fitch i jego zwolennicy omówione w 2014 roku na konferencji z intrygującym tytułem “Sympozjum самоодомашниванию człowieka”. Ich punkt widzenia podzielają daleko nie wszyscy naukowcy. Jednak samo jej istnienie świadczy o tym, jak poważne biologiczne (i ideologiczne) pytania postawiło jeden stosował badania naukowe — to, co kiedyś zaczął w sibirskiy instytucie wygnani z Moskwy za неблагонадежность rosyjski genetyk Dmitrij Belyaev.

Nawiasem mówiąc, w tym roku w Nowosybirsku został ustawiony pomnik Беляеву. Rzeźba przedstawia naukowca, протягивающего rękę do lisa. Lisa wygląda całkiem przyjazne.