Ключевое генетическое новшество собак: диета

Распространено мнение, что собаки — плотоядные животные, как волки. Однако одно из существенных изменений, которое произошло при одомашнивании, было в генах, ответственных за пищеварение. Один из них, который является очень важным, кодирует панкреатическую амилазу (AMY2B), отвечающую за расщепление крахмала до мальтозы в тонком кишечнике. Родственные хищные животные, такие как волк, койот и золотистый шакал, имеют две копии гена AMY2B. Большинство собак, однако, имеет больше двух копий, а иногда даже гораздо больше. Эти дублированные копии гена называются «вариациями числа копий», и они могут возникать во время репликации ДНК. В случае гена амилазы у собак с большим количеством копий гена производится больше фермента амилазы, что позволяет им более эффективно переваривать крахмал.

На этом графике собаки с двумя или несколькими копиями гена представлены примитивными породами и некоторыми разновидностями шпицев (динго, гренландская собака, сибирский хаски, лайка и т.д.). Среди пород, которые обычно имеют более 12 копий гена, английский спрингер-спаниель, немецкая овчарка, ротвейлер, бордер колли и уиппет. Породы с наибольшим числом копий гена AMY2B, выявленным до сих пор, — тазы, в среднем около 18, у некоторых особей даже более 20.

Как собаки получили дополнительные копии гена для переваривания крахмала? Собаки следовали за людьми по всему земному шару, и что было доступно для еды, отражалось на рационах обоих. Одним из ключевых нововведений, которые позволили людям продвинуться по Азии и Европе, было сельское хозяйство — способность держать скот и выращивать сельскохозяйственные культуры.

Собаки использовались для охраны и пастьбы домашнего скота, но скотом пастухи зарабатывали себе на жизнь и он был чрезвычайно ценным. Животные не были источником пищи для пастуха и его собак. Вместо этого они использовались в качестве возобновляемого ресурса, регулярно поставляя молоко и ежегодно давая потомство для получения дохода в следующем сезоне. Употребление в пищу домашнего скота было не выгодно, как, например, расходовать сберегательный счет, а не заработанные проценты. Вместо этого собаки и пастухи жили в основном за счет возобновляемых ресурсов: зерна и молока, и возможно, иногда мяса дичи, поэтому у обоих были диеты с высоким содержанием крахмала. Собаки с большим количеством копий гена AMY2B более эффективно переваривали крахмал, и если он был основным компонентом диеты, это стимулировало бы отбор для увеличения количества копий гена.

Каковы доказательства в пользу этого сценария? Исследование собак по всему миру показало, что собаки из «аграрных» областей (отмечены красным) имели больше копий гена AMY2B, чем собак из «неаграрных» областей, где выращивание культурных растений было трудным или сезонно невозможным и они составляли меньшую часть диеты как человека, так и собак (синий). Вы можете видеть на карте, где пунктирные линии обозначают приблизительное распространение доисторического сельского хозяйства, что из двух предковых копий гена у волков (и других диких псовых), число копий у собак в аграрных регионах увеличилось до 11 (до 22 у тазы и новогвинейской поющей собаки). Это имело место не только у «породистых» собак, но и местных деревенских собак в этих районах. Собаки с наименьшим количеством генов AMY2B были из районов, где климат не был подходящим для ведения крупномасштабного сельского хозяйства, а рыба и мясо, вероятно, составляли большую часть рациона (например, гренландская собака, сибирский хаски).

Таким образом, один из способов, с помощью которого собаки изменились в процессе их общения с людьми в большинстве стран мира, заключался в их рационе. Охота занимает много времени, требует много сил и опасна, а способность выращивать урожай в качестве надежного источника пищи является одним из ключевых событий, способствовавших развитию человеческой цивилизации. Общее представление о собаках как о хищниках, которые каждый день получают сочную мясную кость на ужин, не отражено в том, что мы знаем об их истории и биологии. Собаки физиологически адаптировались к рациону с высоким содержанием крахмала, и сегодня во многих частях мира рацион рабочих собак по-прежнему состоит из вареного зерна и молочных продуктов, таких как сыворотка или сыр.

Итак, что насчет всей шумихи вокруг сырых мясных диет и беззерновых кормах? Это причуды, основанные на идеях, а не на науке. Очевидно, что у собак есть адаптация для переваривания крахмала, как и у нас, и они любят есть мясо — опять же, как и мы. Но зерна были основным компонентом диеты собак в течение тысяч лет и мнение, что «естественная» диета собаки — большая мясная кость — миф. Если кто-то пытается убедить вас в обратном, попросите показать ссылки на научные данные. Существующие научные источники убедительно демонстрируют обратное.

Ссылки:

  • Arendt M, KM Cairns, JWO Ballard, P Savolainen, & E Axelsson. Diet adaptation in dog reflects spread of prehistoric agriculture. Heredity 2016: 1-6.
  • Marciniak S & GH Perry. 2017. Harnessing ancient genomes to study the history of human adaptation. Nature Reviews Genetics 18: 659-674. doi:10.1038/nrg.2017.65
  • Pennisi E. 2016. How farming changed the dog. Science 360(6391): doi:10.1126/science.aal0353

Источник: A key genetic innovation in dogs: diet

Перевод Марии Петропольской.

  •  
    49
    Поделились
  • 48
  • 1
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •