Учитывая ослепительное разнообразие пород собак, от такс до мастифов, от пуделей до ищейок, легко забыть, что большая часть этого разнообразия возникла только в последние несколько столетий или около того благодаря человеческим усилиям. По словам Джеймса А. Серпелла из Университета Пенсильвании, люди разводили собак из-за их внешности, но львиная доля усилий по разведению была направлена на выявление определенного поведения.
"Если вы посмотрите на эволюцию собак, отбор был в первую очередь направлен на поведение: охотничье поведение, охранное поведение или общение с людьми", - говорит он.
В новом исследовании Серпелл и его коллеги Эван Л. Маклин из Аризонского университета, Ноа Снайдер-Маклер из Вашингтонского университета и Бриджит М. фон Холдт из Принстонского университета предлагают убедительные доказательства в поддержку того, что ученые уже давно подозревается: некоторые из поведенческих характеристик, которые помогают характеризовать породы - например, стремление к преследованию или агрессия по отношению к незнакомцам - связаны с явными генетическими различиями между ними. Их выводы были опубликованы в Proceedings of the Royal Society B..
«Собаки представляют собой хорошую модель для понимания того, какая часть вариаций в их поведении объясняется различиями в генетике, а какая - их окружением и опытом», - говорит Снайдер-Маклер, получивший степень бакалавра и доктора наук. из Пенсильвании.
То, что кажется очевидным - то, что гены могут влиять на поведение человека, - не всегда было легко подтвердить доказательствами, в значительной степени потому, что поведение - это сложные черты. Такие склонности, как агрессия, тревога или непреодолимое желание преследовать все, что движется, управляются многими генами, а не одним.
Но породы собак, будучи сильно инбредными, позволили исследователям добиться прогресса в этой области. Серпелл и его коллеги поняли, что, если порода собак связана с определенным поведением, которое отличает ее от других пород, может быть легче обнаружить генетические варианты, способствующие этому поведению, если вы сравните геном этой породы с множеством других.
Помогло то, что Серпелл обладал сокровищницей данных о поведении из C-BARQ, сокращенно от Canine Behavioral Assessment and Research Questionnaire, опроса, который заполнили более 50 000 владельцев собак о своих питомцах.. C-BARQ возвращает результат по 14 поведенческим «факторам» каждой опрошенной собаки, давая оценку таких черт, как агрессия, направленная на незнакомца, возбудимость, уровень энергии и стремление к преследованию хищника.
Для этого исследования исследователи извлекли 14 020 из тех записей, которые включали информацию о чистопородных собаках. Чтобы найти связи с генетикой, они позаимствовали данные из двух более ранних исследований, в которых участвовало 5 697 собак, для которых было секвенировано 172 000 точек генома..
Они обнаружили, что примерно половина вариаций в 14 измеренных поведенческих характеристиках разных пород может быть связана с генетикой - большая пропорция, обнаруженная предыдущими исследованиями.
«Это было основано на поведении, типичном для породы, - отмечает Маклин, - потому что у нас не было поведенческой и генетической информации от одних и тех же животных».
Что привлекло внимание исследователей, так это то, что черты с самым высоким уровнем наследуемости - другими словами, те, на которые, казалось, больше всего повлияли генетические факторы, а не факторы окружающей среды, - это поведение, такое как способность к дрессировке, погоня за хищником, направленная на незнакомца агрессия и поиск внимания. Для этих признаков генетика объясняет от 60 до 70 процентов различий между породами.
«Это именно те типы признаков, которые были выбраны для определенных пород собак», - говорит Серпелл.«Итак, для дрессировки вы думаете о породах, таких как бордер-колли, которые должны реагировать на сигналы человека, чтобы выполнять сложные задачи; о погоне за поведением вы можете думать о чем-то вроде борзой, которая врожденно предрасположена преследовать все, что бегает; и для агрессии, направленной на незнакомца, вы можете сосредоточиться на некоторых породах сторожевых собак, которые очень хорошо защищают и склонны враждебно реагировать на незнакомых людей».
Пользуясь своим обширным пулом геномных данных, исследователи искали генетические варианты, связанные с породными различиями по 14 признакам C-BARQ. Они обнаружили 131 вариант, тесно связанный с этим поведением. Некоторые из них были обнаружены в генах, которые влияют на поведение, в том числе у людей. Но многие из них были неизвестны и дают пищу для будущих исследований.
"Это дает нам обнадеживающее начало и новые возможности", - говорит Маклин. «У нас есть текущие проекты, в которых мы получили генетические и поведенческие данные от одних и тех же людей, поэтому мы сможем глубже погрузиться в некоторые из этих черт и вариантов, чтобы увидеть, сохраняются ли найденные здесь закономерности."
Если эти генетические различия влияют на поведение, можно предположить, что они каким-то образом влияют на мозг. Итак, в качестве последнего шага команда посмотрела, где в организме экспрессируются гены, в которых появляются ключевые варианты. Их анализ показал, что гены гораздо чаще экспрессируются в мозге, чем в других тканях тела.
Примечательно, однако, что результаты исследователей также оставляют много места для индивидуальных различий и среды обитания животных, влияющих на поведение.
«Важно помнить, что мы рассматривали средние показатели поведения породы», - говорит Снайдер-Маклер. «Мы еще не достигли той точки, когда мы можем смотреть на геном человека и предсказывать поведение. Окружающая среда и обучение все еще имеют очень, очень сильное влияние».