Одомашнивание лисиц

Собаку от волка отделяют тысячи лет. А что, если повторить одомашнивание заново, на глазах у одного исследователя, и отбирать зверей всего по одному признаку? Такой опыт в 1959 году в новосибирском Академгородке начал генетик Дмитрий Беляев.

Из тысяч серебристо-чёрных лисиц с зверофермы он отбирал только самых спокойных и дружелюбных к человеку — и скрещивал между собой именно их. Никаких других условий: единственный критерий отбора — дружелюбие. Уже через несколько поколений появились лисы, которые сами искали контакт с человеком, виляли хвостом и вели себя почти как собаки.

Но дальше началось неожиданное: вместе с характером у ручных лис изменилась и внешность, хотя её никто не отбирал. Почему — в следующем разделе.

У ручных лисят, поколение за поколением, стали появляться признаки, за которые никто не отбирал: белые пятна на шерсти, висячие уши, укороченная морда, хвост колечком, более длительное «детское» поведение. Биологи зовут этот набор синдромом доместикации — он повторяется у самых разных одомашненных видов, от собак до кроликов¹.

Разгадка в том, что отбор шёл не по гену окраски или формы ушей, а по поведению — а поведение завязано на гормоны стресса. Отбирая самых неагрессивных, Беляев невольно отбирал лис с менее активной системой стресса. Цепочка выходит такая:

$$ \text{отбор по дружелюбию} \to \text{гормоны стресса} \downarrow \to \text{сдвиг развития} \to \text{новые признаки} $$

Изменение одной системы — стрессовой — тянет за собой каскад изменений во всём организме, вплоть до развития эмбриона. Одна «ручка» управляет десятком, казалось бы, не связанных признаков².

Где работает тот же закон?

Тот же синдром доместикации виден у собак, кошек, лошадей, свиней — у всех одомашненных видов всплывают похожие «детские» черты. Есть и смелая гипотеза самоодомашнивания человека: что наш вид тоже прошёл отбор на терпимость к сородичам — и оттого мы отчасти «приручили сами себя».

Почему одна «ручка» управляет десятком признаков? Секрет феномена доместикационного синдрома кроется в особенностях раннего эмбрионального развития. Ключевую роль здесь играют клетки нервного гребня, которые формируются на ранних стадиях эмбриогенеза и затем мигрируют по всему организму, давая начало множеству тканей и органов.

Роль клеток нервного гребня Клетки нервного гребня участвуют в формировании таких структур, как: — Хрящевая ткань ушных раковин; — Эпидермальные меланобласты, определяющие пигментацию кожи и волосяного покрова; — Надпочечники, продуцирующие кортизол и другие гормоны стресса; — Часть лицевых костей и хрящей, формирующих форму черепа и морды.

Отсюда становится ясно, почему изменение активности этих клеток приводит к комплексному изменению внешности и поведения животного.

Гормональный механизм Когда человек проводит искусственный отбор по поведенческим признакам (например, дружелюбности), он фактически выбирает особей с пониженной активностью стрессовых гормонов, прежде всего кортизола. Это связано с тем, что агрессивные животные обычно имеют повышенную активность симпатической нервной системы и высокий уровень кортизола.

Пониженный уровень кортизола влияет на развитие организма следующими путями: — Уменьшается стимуляция миграции клеток нервного гребня, что ведёт к изменениям в структуре лица и форме ушей. — Меняется распределение меланина, вызывая депигментацию отдельных участков тела. — Замедляется созревание некоторых систем организма, что проявляется в сохранении детских черт (ювенилизации).

Таким образом, отбор по дружелюбности косвенно воздействует на гормональную систему, которая, в свою очередь, регулирует работу клеток нервного гребня и формирование множества внешних признаков.

Связь с объектом исследования Именно поэтому эксперимент Беляева оказался столь показательным: искусственно снижая уровень агрессии путём отбора наиболее дружелюбных особей, исследователи одновременно воздействовали на всю цепочку процессов, управляемых клетками нервного гребня. Таким образом, внешние изменения (висячие уши, пятнистость, детская мордашка) оказались неизбежными спутниками искусственного отбора по поведению.

Открытый вопрос Какие ещё примеры плейотропных эффектов существуют в биологии, когда изменение одного параметра вызывает каскад взаимосвязанных изменений в организме? Могут ли подобные механизмы объяснить эволюционные переходы крупных групп живых существ, например, появление млекопитающих из рептилий?