古代狼的 DNA 正被用来追溯我们与狗狗的爱情故事始于何处

狼的基因组或许能帮助解开狗驯化这一长期存在的谜团。
a siberian husky in the snow howls
西伯利亚哈士奇是现代狗中与欧亚古代灰狼有强烈基因联系的一种。 Deposit Photos

大约在 30,000 到 15,000 年前,第一批狗从灰狼中演变而来。确切的发生时间、地点和方式至今仍是未解之谜。数十年来,遗传学家和进化生物学家一直未能就这个长期存在的谜团达成共识。然而,一项于 6 月 29 日发表在《自然》杂志上的研究,可能有助于缩小我们犬科伴侣的起源范围。

一个国际合作团队分析了来自欧洲、西伯利亚和北美洲的 72 个古代狼的基因组,并将它们与现代狼以及现代和古代狗进行了比较。他们确定,总体而言,狗与来自东欧亚的古代狼在基因上比与来自西欧亚的古代狼更相似。此外,研究人员发现,古代狼种群在过去 10 万年的大部分时间里一直保持着紧密的联系,并识别出了几种可能帮助该物种度过冰河时代的突变。

“总的来说,我觉得这项研究非常令人兴奋,”加州大学戴维斯分校的进化生物学家本杰明·N·萨克斯(Benjamin N. Sacks)在邮件中说。“令人印象深刻的古代狼 DNA 样本时间线,为我们提供了前所未有的了解过去的窗口。”

在分析中,研究人员从 66 只古代狼的骨骼中提取了 DNA,并对其基因组进行了测序。该团队将这些遗传物质与少量先前报道的古代狼基因组,以及来自 68 只现代狼、369 只现代狗和 33 只古代狗,以及犬科其他成员的数据进行了比较。

弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的遗传学家、该论文的合著者安德斯·伯格斯特伦(Anders Bergström)说,总的来说,狗与亚洲的古代狼比与欧洲的古代狼关系更近。但他补充道:“我们也发现情况变得有些复杂。”

来自西伯利亚、美洲、东亚和东北欧的狗主要起源于东欧亚某地的狼。“这种(祖先)来源存在于所有狗身上,并且在西伯利亚以及中国和澳大利亚的狗身上含量最高,”伯格斯特伦说,他以西伯利亚哈士奇和澳大利亚野狗为例,说明了与东欧亚狼基因重叠最多的狗。与此同时,来自亚洲近东和非洲的狗——如巴仙吉犬、阿富汗猎犬和萨路基犬——其一半的祖先来自与现代西南欧亚狼相关的种群。

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伯格斯特伦表示,结果表明,至少有两个不同的古代狼种群对狗的 DNA 产生了贡献。一种解释是,狗是在两个不同的地区从狼驯化而来的,之后又相遇并杂交。“但也有可能驯化只发生了一次,当狗从东方到来时,它们与当地的野狼进行了杂交,”伯格斯特伦说。“我们可以非常清楚地看到这种双重祖先,但我们还不能确定这是否代表着不止一次驯化。”

没有一个古代狼基因组代表早期狗的直接祖先。未来,研究人员计划检查更多地点的基因组,希望能够确定狗最初出现的地方。

伯格斯特伦说:“虽然我们在狗在狼的拼图中处于什么位置上取得了一些进展,但我们还没有解决狗的起源问题。“狗的来源的可能性范围仍然很大。”

他和他的同事们还惊讶地发现,在约 11,700 年前结束的晚更新世期间,遥远的狼种群之间在基因上仍然保持相似。“我们认为这反映了冰河时期狼的高度机动性,也许这就是它们在许多其他动物消失时能够生存下来的原因之一,”伯格斯特伦说。“它们能够避免被分裂成小的孤立群体。”

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此外,研究人员还发现了在过去 10 万年间出现并迅速在狼基因库中传播的几种突变。其中一些突变出现在一个名为 *IFT88* 的基因上,时间在 40,000 至 30,000 年前。在人类和小鼠中,该基因参与了颅骨和下颌的发育。这些突变可能使古代狼进化出有助于它们更有效地捕猎的颌骨,或者使它们能够追逐新的猎物来源。

“我们认为这种戏剧性的自然选择的例子可能反映了狼在冰河时期气候变化期间是如何适应的,”伯格斯特伦说。他和他的团队还发现了在嗅觉起作用的基因上的突变,这暗示狼在冰河时期可能改善了它们的嗅觉。

萨克斯指出,关于狼的进化历史,仍有许多问题悬而未决。北美洲的古代狼比其他种群在基因上更独特,这可能是与郊狼杂交的结果。萨克斯说,了解这种杂交何时发生,对于揭示北美洲红狼和林狼的进化具有“重要意义”。

然而,他补充说,该论文关于现代狗有两种狼祖先来源的证据,与萨克斯及其合作者在亚洲和澳大利亚不同地区狗身上独立观察到的基因差异相符。

萨克斯总结道:“正如作者指出的那样,在完全理解狗的起源故事之前,仍有一些空白需要填补。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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