Tajemnica беляевских lisy: syberyjskie geny dobroci szukają w Illinois

0
204


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.