Корни педоморфоза

Фото: Ryan Schude / AP

Генетики выяснили, почему одомашненные животные живут в состоянии «вечного детства»

Александр Телишев

14 июля, 2014 18:43

6 мин

Биологи проследили за развитием зародышей диких и домашних животных и пришли к выводу, что питомцы человека сохраняют детские черты характера и психики на протяжении всей жизни. Это связано с замедленным развитием особой группы клеток, так называемого нервного гребня, во время роста зародыша. Как полагают авторы статьи, опубликованной в журнале Genetics, аналогичные процессы могут происходить и среди домашних птиц и рыб.

В середине XIX века Чарльз Дарвин первым заметил необычную черту, объединяющую всех домашних животных и отличающую их от диких млекопитающих. По наблюдениям Дарвина, домашний скот и питомцы были не только намного спокойнее их диких родичей, но и обладали «детским» обликом — у них были обвислые уши, светлые пятна на шкуре, тонкие челюсти и неполовозрелые морды.

Сегодня ученые называют процесс замещения признаков взрослой особи «детскими» чертами педоморфозом. После неудачного советского эксперимента по выведению домашних чернобурых лисиц в середине 50-х годов прошлого века, конечным результатом которого стало появление породы черно-белых «собаколис», биологи-эволюционисты стали задумываться над генетическими и клеточными механизмами, которые управляют педоморфозом и объясняют его универсальность для всех видов одомашненных млекопитающих.

Адам Уилкинс из университета Гумбольдта в Берлине (Германия) и его коллеги из университетов Австрии, США и ЮАР нашли ключ к генетической «программе» педоморфоза и возможное объяснение всех психологических и морфологических черт домашних животных, сравнив процесс развития зародышей у нескольких домашних и диких животных.

В этом им помогли результаты опытов академика Дмитрия Беляева по приручению «чернобурок» в Институте цитологии и генетики в Новосибирске, а также результаты десятков других экспериментов, в которых принимали участие одомашненные млекопитающие и родственные им дикие виды животных. Группу Уилкинса интересовали две вещи — какие видимые различия наблюдали их коллеги в развитии зародышей, а также генетические изменения, происходившие в процессе одомашнивания.

Когда ученые проанализировали плоды трудов советских селекционеров и других зоологов, они пришли к выводу, что все изменения в облике животных и незаметные невооруженному взгляду проявления педоморфоза были связаны с одной единственной чертой зародыша — тем, как развивался так называемый нервный гребень.

Фото: Larry Bullis / Flickr

Он представляет собой «коллектив» из десятков различных стволовых клеток, расположенных у верхней части нервной трубки, будущего спинного мозга детеныша. Клетки нервного гребня играют ключевую роль в развитии организма, так как они составляют основу будущих тканей черепа, мозга, челюстей и периферийных нервных клеток.

Уилкинс и его коллеги заметили, что нервный гребень у зародышей домашних животных развивался иначе, чем у родственных им видов диких млекопитающих. В первую очередь это проявлялось в активности тех стволовых клеток, которые в дальнейшем превращаются в адреналиновые железы и прочие элементы гормональной системы, управляющие агрессивностью животного. По словам исследователей, причина подобных изменений очевидна: «Когда древние и современные селекционеры пытались одомашнить своих подопечных, они могли, сами не осознавая того, отбирать тех животных, которые страдали от небольших проблем в развитии нервного гребня, в результате чего размеры их адреналиновых желез уменьшались, или же они были менее активными. Благодаря этому животные становились менее робкими и агрессивными».

По мнению ученых, вместе с небольшими адреналиновыми железами будущие «совхозные лисицы» и другие одомашниваемые животные приобретали и нечто большее. Пониженная активность этих гланд была неразрывно связана с замедлением в развитии всего нервного гребня в целом. Однозначных свидетельств этого в экспериментах Беляева и других ученых нет, из-за чего Уилкинсу и его коллегам пришлось «вручную» проверить каждое проявление педоморфоза на совместимость с этой гипотезой и найти доказательства ее справедливости.

Сначала биологи «расправились» с ушами и хвостом домашних животных — нервный гребень является одним из главных источников хрящевой ткани в организме, и снижение его активности может привести к появлению обвислых ушей и хвоста, закрученного в крючок. Аналогичное замедление в росте костной ткани черепа и челюстей зародыша объясняет то, почему домашние животные обладают короткими «детскими» мордами и небольшими зубами.

Помимо клеток костей и хрящей в нервном гребне зарождаются и меланоциты — пигментные тельца, отвечающие за окрас меха и кожи. Если активность всего гребня в целом снижается, то можно ожидать и уменьшения количества и плотности меланоцитов, а также появления «пробелов» в их распределении по коже одомашненного млекопитающего. Как считают Уилкинс и его коллеги, именно этот феномен объясняет то, почему «совхозные лисицы» Беляева потеряли свою безупречную черную шубу и превратились в пятнистых собакоподобных существ.

Однако главные изменения все же происходят не в видимых для нах чертах тела животных, а внутри их мозга. Как показывают наблюдения за развитием мутантных зародышей, замедление в развитии нервного гребня приводит к существенному уменьшению в массе и объеме мозга и к заметному отставанию в его развитии. Этот механизм, по мнению ученых, объясняет то, почему современные домашние животные являются «вечными детенышами» по уровню развития психики.

Как полагают Уилкинс и его коллеги, данный механизм педоморфоза может работать не только у млекопитающих, но и у домашних птиц и рыб. Тем не менее, все вышеописанные умозаключения биологов пока остаются гипотезой. Авторы статьи предлагают проверить ее на практике в процессе одомашнивания тех же самых чернобурых лисиц, крыс или других животных, которых можно приручить за несколько десятков поколений. В качестве подспорья для подобного эксперимента исследователи уже выделили около двух десятков генов, предположительно связанных с типично «домашними» чертами облика животных.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе