Nieznane psiego początki

wolf-926333_960_720

Pomimo tego, że pies najlepszym przyjacielem człowieka jest, bardzo niewiele wiemy na temat tego, jak doszło do jego powstania jako gatunku poprzez udomowienie wilków. Nie do końca wiemy, kiedy pies został udomowiony, ani też i gdzie – a ta wiedza z kolei dałaby nam jakieś podstawy do zgadnięcia (bo na pewno to raczej nigdy wiedzieć nie będziemy), w jaki sposób do tego doszło.

A udomowienie psa jest fenomenem nie bez znaczenia dla naszego rozumienia rozwoju ludzkiej cywilizacji. Psy były jednymi z najwcześniej udomowionych zwierząt (o palmę pierwszeństwa walczą ze świniami, ale naukowcy – w związku z tym, że nie wiedzą na pewno nawet kiedy doszło do udomowienia psa – nie osiągnęli w tej kwestii jeszcze konsensusu), a człowiekowi towarzyszyły od tysięcy lat na wszystkich kontynentach.

Oczywiście nie jest tak, że nie wiemy na ten temat niczego. Wiele można wywnioskować z zapisu paleontologicznego. Pod koniec lat siedemdziesiątych poprzedniego stulecia Nature opublikowało pracę opisującą odkrycie kilku psich szkieletów w Izraelu, których wiek oszacowano na około 12 tysięcy lat temu (kości z innych lokalizacji były też wcześniej podobnie datowane), sugerując, że psy były już wówczas udomowione.

Problem polega na tym, że zapis paleontologiczny jest nie tylko wybiórczy – tego przy badaniu próbek tak starych uniknąć się nie da – ale także średnio dokładny. Większe nadzieje wiązać można natomiast z badaniami genetycznymi – i takie badania na psach oraz innych psowatych prowadzone są co najmniej od lat dziewięćdziesiątych. Możnaby zatem pomyśleć, że odpowiedź na główne pytanie już znaleźliśmy. Ale nie. Nie tylko pochodzenia psa wciąż pozostaje tajemnicą, ale do tego w środowisku zajmującym się tematem trwa od ponad półtorej dekady zażarta walka. I chociaż w ostatnich roku – jak w kwietniu donosiło Science – miało dojść do zawieszenia broni, a nawet połączenia sił, to jednak rezultatów tego rozejmu na razie nie widać, a indywidualni badacze wciąż lobbują za swoim.

Azjatycka krucjata

Peter Savolainen jest szwedzkim genetykiem od późnych lat dziewiećdziesiątych specjalizującym się w badaniu mitochondrialnego DNA, zwłaszcza u psowatych. Jest on głównym zwolennikiem teorii o wschodnioazjatyckim pochodzeniu psów, a w badania filogenetyczne psowatych zaangażowany był od czasu swojego doktoratu. W 1997 roku pracując z Robertem Waynem opublikował pracę opisującą badanie mitochondrialnego DNA 160 wilków oraz 140 psów z kilkudziesięciu lokalizacji na świecie. Analiza tych danych sugerowała, że psa udomowiono ponad 100 tysięcy lat temu!

mtDNA i chrY v2Takie były początki kariery Sovalainena, ale już kolejne publikacje zrewidowały dość solidnie tę liczbę i dały też nieco bardziej przejrzysty obraz co do tego, gdzie do tego udomowienia miało dojść. Pięć lat później doprecyzował geograficzną okolicę (psy udomowione według niego były prawdopodobnie gdzieś na wschód od Uralu), a także datę (około 15 tysięcy lat temu). Nie spoczywając na laurach w 2009 roku opublikował pracę w piśmie Molecular Biology and Evolution, w której opisał analizę mitochondrialnego DNA u 1500 psów różnych raz. U wszystkich zwierzaków przebadano charakterystyczny rejon mtDNA, tzw. CR, a na podstawie wyników tego badania do bardziej detalicznej analizy pełnego mitochondrialnego genomu wybrane reprezentatywną próbkę 169 czworonogów.

Analiza wykazała, że psy pochodzą z jednego miejsca, w którym doszło do ich udomowienia, i że to miejsce znajduje się na południe od rzeki Jangcy, a także – że do ugłaskania wilków doszło mniej niż 16300 lat temu. Wyniki te w dużym stopniu potwierdziło jego kolejne badanie (opublikowane w 2012 roku), w którym dla odmiany przeanalizował psi chromosom Y.

No i niby widać, w jakim to idzie kierunku. Savolainen sam jednak wsadził kij w szprychy, publikując zaledwie rok później pracę opisującą analizę sekwencji pełnych genomów u kilkunastu zwierząt: kilku wilków, kilku psów z ras pochodzenia chińskiego i kilku z tak zwanych współczesnych ras. Próbka jest oczywiście znacznie mniejsza, ale tutaj to akurat nie powód do zmartwienia – jest to przy sekwencjonowaniu całego jądrowego genomu znacznie częstsze, gdyż eksperyment jest znacznie bardziej drogi i skomplikowany, ale za to dostarcza też znacznie więcej informacji. I to z kolei badanie – opublikowane w Nature Communications – pokazało, że do rozdziału między antycznymi wilkami a chińskimi psami doszło prawdopodobnie około 32 tysięce lat temu! Czyli dwukrotnie wcześniej niż sugerowały jego wcześniejsze badania.

Zapis paleontologiczny jest tutaj na tyle dziurawy, że wspierać może obie teorie – zarówno tę o 32, jak i tę o 15-10 tysiącach lat. Naukowcy w przeszłości donosili na przykład o odkryciu w górach Ałtaj psopodobnych skamieniałości sprzed 33 tysięcy lat. Z drugiej strony większość psich kości znajdowanych w ruinach ludzkich siedzib pochodzi sprzed 12-11 tysięcy lat. W środowisku naukowców badających pochodzenie psów brak jest zaś zgody nie tylko co do tego kiedy, ale także co do tego gdzie rzeczywiście doszło do udomowienia przyjacielskich czworonogów.

Druga strona medalu

Konkurencyjne wyniki badań ukazały się zaledwie dwa miesiące przed pracą Savolainena w Nature Communications – w marcu 2013 roku Nature opublikowało badanie innej szwedzkiej badaczki specjalizującej się w genetyce psów, Kerstin Lindblad-Toh. Grupa Lindblad-Toh wykonała sekwencjonowanie pełnego genomu 12 wilków oraz 60 psów różnych ras. Na podstawie analizy tych sekwencji naukowcy pokazali, że trzy geny ulegały tej samej presji selekcyjnej u ludzi i u psów – a ponieważ są to geny kodujące białka biorące udział w trawieniu skrobii, badacze postawili hipotezę, że psy udomowiono w okresie, gdy ludzie zaczynali prowadzić osiadły, rolniczy tryb życia – czyli zaledwie około 10 tysięcy lat temu.

Praca Sovalainena stoi z tymi badaniami jednak w oczywistej sprzeczności, a teorię o tak późnym udomowieniu psów nie są przekonani też inni pracujący w tej dziedzinie badacze. Powód jest prosty – posiadamy dowody kopalniane, że psy udomowiono wcześniej (innymi słowy: psie kości datowane na wcześniej niż 10 tysięcy lat temu). Taki jest jednak urok badań genetycznych próbujących odpowiedzieć na pytania ewolucyjne, że wnioski opierać się zawsze będą na modelach ograniczonych toną założeń.

Nie jest jednak tak, że środowisko przekonane jest też do teorii Savolainena. Greger Larson (o którym więcej za momencik) zwraca bowiem uwagę na kilka problemów z pracami Szweda. Po pierwsze, prawie wszystkie badania Sovalainena (prowadzone z chińskimi współpracownikami) opierają się na analizie genetycznej współcześnie istniejących gatunków. To oznacza oczywiście, że Savolainen musi czynić wiele założeń dotyczących tego, w jaki sposób psy rozprzestrzeniły się po świecie i kiedy, które mają wpływ na jego analizy.

Obraz Carla Reicherta przedstawiający mopsa: psa jednej z ras pochodzących z Chin.
Obraz Carla Reicherta przedstawiający mopsa: psa jednej z ras pochodzących z Chin.

Po drugie, wszystkie jego prace opierają się na jego wczesnych badań nad geograficzną różnorodnością genetyczną psów. Według tych badań, psy są najbardziej zróżnicowane w Chinach – stąd też jego wschodnioazjatycka hipoteza o pochodzenia tych zwierząt, bowiem im większe zróżnicowanie genetyczne w danej populacji, tym odleglejszy wspólny przodek (podobnie jak u ludzi, gdzie najwyższy stopień zróżnicowania obserwuje się w Afryce). Jednak sama obserwacja zróżnicowania bez szersdzego kontekstu może być myląca, jak zauważa Larsen. Dobrym przykładem jest genetyczna różnorodność populacji ludzkiej w Stanach Zjednoczonych, z której nikt nie próbuje wywodzić, że wszyscy pochodzimy z Ameryki, ponieważ wiadomo, że jest ona skutkiem napływu migrantów przez ostatnie kilkaset lat. I podobnej sytuacji nie można wcale wykluczyć w przypadku psów – co oznacza, że nie wiadomo, czy główne założenie Savolainena nie jest przypadkiem błędne.

Po trzecie wreszcie, Larsen zwraca też uwagę na to, że nie do końca wiadomo, jak wilki mogły zostać udomowione do psów we wschodniej Azji, ponieważ nie posiadamy żadnych materialnych dowodów na to, że wilki w tej części świata kiedykolwiek występowały. I to jest argument raczej miażdżący. Szwed na swoją obronę przytacza historyczną literaturę chińską wzmiankującą wilki, ale w podobny sposób możnaby dowodzić też i istnienia smoków. Wielu naukowców zarzuca mu jednak, że koncentrując się tak silnie na wschodniej Azji Szwed badał psowate geograficznie bardzo nierównomiernie – co mogło dalej pogłębić błędną być może percepcję.

Cały obraz zamęca kolejna praca opublikowana w PLoS Genetics na początku 2014 roku, autorstwa między innymi wcześniejszego współpracownika Sovalainena, Roberta Wayne’a. Jak w dwóch uprzednich pracach, autorzy przeanalizowali dużą liczbę psowatych: psów różnych ras, wilków, kojotów, szakali, a nawet dingo. Stosując najnowsze metody analityczne pokazali, że psy zostały udomowione między 16 a 11 tysięcy lat temu. Ich wyniki sugerują także, że populacje wilcze i psie przez długi okres czasu współżyły ze sobą (we wszystkich tego słowa znaczeniach). Populacja wilków, z których wyłoniły się psy, najbrawdopodobniej wyginęła w późniejszym okresie (tzn. że żadne inne psowate nie są ich bezpośrednimi potomkami). Autorzy tej pracy zwracają jednak uwagę na bardzo ważny szczegół (wspomniany przeze mnie powyżej): że badania w tym zakresie prowadzone są przede wszystkim w oparciu o sekwencję genetyczną współczesnych, a nie wymarłych gatunków. I że dopiero sekwencjonowanie antycznego DNA z kości psich przodków może dać nam lepszy obraz tego, jak do udomowienia psów naprawdę doszło.

Chwiejny rozejm

Tak więc wciąż nie znamy prawdy o tym, jak doszło do udomowienia psów. Środowisko w impasie trwało do ubiegłego roku. Wówczas to tarcie zaczęła zdobywać nowa inicjatywa kierowana właśnie przez Gregera Larsena, któremu na badania nad początkami psów udało zdobyć się niemały europejski grant badawczy. Celem projektu jest analiza antycznego DNA izolowanego z kości różnorodnych psowatych – taki właśnie rodzaj analizy, który zdanie Wayne’a przybliżyłby nas do zrozumienia, jak i kiedy doszło do udomowienia psów. Pod egidą nowego projektu udało mu się zjednoczyć kilkudziesięciu badaczy pracujących nad tym tematem – być może była to kwestia charyzmy, być może nietypowego podejścia do kwestii publikacji (Larsen nie odczuwa potrzeby bycia głównym autorem na publikacji w Nature czy Science – chodzi mu tylko o to, abyśmy wreszcie poznali prawdę).

551px-Czw-merrybellW projekt włączyli się wcześniejsi rywale, Savolainen oraz Wayne. Po świecie krąży kilku post-doców zbierających próbki do analizy. ­Badacze pracują teraz nad jednym celem – nawet jeśli oznaczać to będzie, że któryś z nich (a może wszyscy) byli wcześniej w błędzie. Podchodzić do tego zdają się jednak ze spokojem. Komentując dla Science Sovalainen przyznał, że jeśli okaże się, że nie miał racji, będzie to odrobinę kompromitujące, ale „w nauce chodzi [przede wszystkim] o odkrycie prawdy”. Wayne także dodał, że nawet jeśli wyniki obalą jego hipotezę, będzie zadowolony, ponieważ zależy mu po prostu na odpowiedzi na pytanie o udomowienie psa.

Badania wciąż są w fazie przedpublikacyjnej, niewiele zatem osób poza samymi zaangażowanymi wie, co się święci i czego się spodziewać. Dziwić się jednak nie można, że magazyn Science ogłosił kwestię udomowienia psa jednym z najważniejszych problemów naukowych roku 2016 – w tym bowiem roku zbliżyć możemy się do ostatecznej odpowiedzi.

Chociaż jednak naukowcy pracują ponoć nad tematem razem, nie lobbując (można mieć nadzieję) za własnymi hipotezami, a jedynie poszukując prawdy, to jednak pewnym zgrzytem jest opublikowana w grudniu kolejna praca Sovalainena, która dalej forsuje hipotezę wschodnioazjatycką (jak się łatwo domyślić, wśród autorów brak innych uczestników projekty Larsena). W świetle tej pracy można zadać pytanie, na ile stabilny był to rozejm i czego powinniśmy się spodziewać po projekcie, który wewnątrz targany jest takimi fundamentalnymi sprzecznościami. Pozostaje nam jednak mieć nadzieję, że tak jak Larsen zdołał przynajmniej powierzchownie pogodzić naukowców pracujących nad tym zagadnieniem, tak starczy mu dyplomatycznych i organizacyjnych zdolności, aby nie dopuścić, żeby interpretacja wyników została wypaczona przez personalne preferencje partycypantów projektu.

1 Comment

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s