狗狗古DNA揭示1.1万年犬类演化史

作者:Ewen Callaway来源:领研网发布时间:2020-12-03

研究人员对27个古代犬基因组测序,发现所有狗拥有共同祖先,但与现在的狼祖先不同。被驯养后从狼流入狗的基因流有限,但反向基因流却很可观。	

狗是人最早驯化的动物,但对其族群历史及与人类的联系仍知之甚少。本研究对27个古代犬基因组测序,发现所有狗拥有共同祖先,但与现在的狼祖先不同。被驯养后从狼流入狗的基因流有限,但反向基因流却很可观。11,000年前,狗至少发展了五个主要的祖先谱系。通过和人基因组的共同分析发现狗族群历史能反映人类历史,例如非洲黎凡特有关的血统及欧洲早期农业。

研究人员通过基因组追踪犬类如何在世界各地迁移——通常是在人类的陪伴下。

人类的历史离不开狗。有史以来最大规模的犬类古基因组研究表明,从某种程度上说,人类走到哪里,他们的四条腿朋友也走到哪里。该研究还确定了人类祖先的重大区域性转变,但在狗的种群上几乎没有留下什么痕迹;研究还确定了狗发生了改变、但它们的主人没有改变的时期。

对二十多只欧亚犬的分析也表明,这些动物早在1.1万年前就已经被驯化,并广泛分布于世界各地。但研究并没有就它们何时以及在何地从狼驯化而来提出看法,这个问题一直困扰着研究人员,有时还引发了激烈的争论。

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新几内亚歌唱犬与澳大利亚野狗有亲缘关系。来源:Daniel Heuclin/NPL

“狗是人类历史的一个单独的示踪染料。”伦敦弗朗西斯·克里克研究所的群体遗传学家Pontus Skoglund说。他共同领导了这项发表在10月29日《科学》上的研究。“有时候,我们可以在狗的基因组中看到的史前部分,可能不会显示在人类DNA中。”

直到几年前,犬类遗传史主要还是通过现代犬的DNA来讲述的。但这展现出来的是一个模糊的画面,因为早期犬类的许多遗传多样性可能在现代犬种建立时丢失了。对古代狗基因组的首批研究暗示了犬类种群过去曾发生过变化。但到目前为止,仅有6个古代犬或狼的基因组,因此这种结论还只是初步的。

看血统

为了扩大狗狗的古DNA库,Skoglund的实验室加入了英国牛津大学演化遗传学家Greger Larson和维也纳大学考古学家Ron Pinhasi领导的小组。他们共同对27个古代狗基因组进行了测序。这些样本来自欧洲、中东和西伯利亚,样本年龄在1.1万年到100年之间。

通过对古代和现代狗的群体内部和群体之间的关系进行建模,研究人员确定,一只来自俄罗斯的1.09万年前的狗与后来的古代欧洲、中东、西伯利亚或美国的狗不同,也与以现代新几内亚歌唱犬为代表的犬类血统不同。“早在1.1万年前,全球至少有5个不同的犬类类群,所以狗的起源一定比这要早得多。”Skoglund说。

有了这么多的基因组,研究人员可以跟踪古代犬类种群的迁移和混合,并将这些变化与人类种群的变化进行比较。有时,狗的迁移与人的迁移是并行的。当中东的农业人群在1万年前开始向欧洲扩张时,他们带着狗,这些狗——就像它们的主人一样——与当地种群混居。生活在大约7000年前的古代中东狗与撒哈拉以南非洲的现代狗存在亲缘关系,这可能与当时人类“回到非洲”的迁徙有关。

但人类和狗的历史并不总是重叠的。5000年前,来自俄罗斯和乌克兰草原的人口大量涌入,导致欧洲人类的基因构成发生了持久变化,但狗的基因构成却没有。该研究还显示,在过去4000年里,欧洲犬类的血统变化明显变小;对这一时期的古人类DNA进行全面取样,揭示这段时期变动较少。

自由行走的狗

英国杜伦大学的动物考古学家Angela Perri说,这种脱节的原因是个谜。“是疾病等东西的引入吗?文化上的偏好?喜新厌旧?”她感到不解,“这些很可能是DNA无法回答的文化问题。”

人类迁移和文化偏好并不是犬类血统变化的唯一解释,麻省大学医学院的演化遗传学家Elinor Karlsson说。“狗可能开始利用人类,因为人类是一种有用的资源,可以帮助它们生存。”她说。狗可能已经能自由移动了,只要符合它们的兴趣,它们便会跟随人类或是在不同群体间移动。

加州大学洛杉矶分校的演化生物学家Robert Wayne认为,对古代狗基因组的大规模分析是一个重大进步。他还说,需要采取同样的方法来明确家犬的起源。“这只需要对整个犬类驯化史上的狼和狗进行详尽的抽样调查就行了。”

如果没有大量更加古老的狗和狼的基因组,“真的很难知道最初征服世界的情况。”Skoglund说。

参考文献:

1. Bergström, A. et al. Science 370, 557–564 (2020).

原文以Ancient dog DNA reveals 11,000 years of canine evolution为标题发表在 2020年10月29日的《自然》新闻版块

© nature

doi: 10.1038/d41586-020-03053-2

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