Чем собаки отличаются от своих диких предков

«Продвинутые» кинологи призывают владельцев воспитывать псов, копируя порядки в волчьей стае. Сторонники «естественного питания» уверяют, что собак нужно кормить только мясом, а не кашами или сухим кормом, ведь волки — хищники и не могут усваивать растительную пищу. Однако научные данные неумолимы: собака давным-давно трансформировалась и отличается от волка и генетически, и биохимически, и поведенчески.

Собака: Canis lupus familiaris

Отряд — хищные

Семейство — псовые
Род — волки
Вид — волк
Подвид — собака

Собаки — чемпионы по разнообразию. Ни один другой вид не включает особей, так сильно отличающихся по размеру: от 10 см в высоту (чихуа-хуа) до метра (мастиф) — и другим признакам. При этом за все внешние отличия отвечают несколько генов, так что в будущем ученые смогут «собирать» собак с нужными характеристиками.

Гены: прицельная эволюция
Самым старым останкам, принадлежащим прирученному волку, около 30 000 лет. Но окончательно люди одомашнили этих хищников около 15 000 лет назад. Для эволюции это очень мало. Чтобы в ДНК закрепилось существенное количество «поправок», нужно куда больше времени, ведь изменения возникают случайно и остаются в генах, только если этому способствует среда.

Однако с собаками события развивались значительно быстрее, чем обычно: человек целенаправленно отбирал животных, обладавших желаемыми качествами, ускоряя естественную эволюцию. Кроме того, люди с огромной скоростью преобразовывали среду вокруг себя, что дополнительно заставляло псов стремительно — по эволюционным меркам — меняться.

Можно без преувеличения сказать, что собаки стали объектом первого в истории полноценного генетического эксперимента по созданию нового вида. Исследование, опубликованное в 2018 году учеными из Мичиганского и Корнеллского университетов, показало, что в общей сложности у собак по сравнению с волками изменены 246 участков ДНК. Это относительно немного: в среднем у собак и волков отличается меньше 0,5% «значимой» ДНК. Для сравнения: у человека и шимпанзе непохожи около 4% генома. Однако многие из изменившихся участков отвечают за развитие эмбриона, то есть собаки и волки с первых часов жизни формируются в разных зверей.

Еда: стать вегетарианцем
Эволюция любого существа — это всегда попытки подстроиться к еде. Современные Canis lupus lupus (так по-латыни называется европейский волк), как и древние волки, бывшие предками собак, едят почти исключительно других животных: их организм не умеет усваивать сложные растительные углеводы.

Но в рационе древнего человека мясо было роскошью. До появления сельского хозяйства люди питались в основном кореньями, плодами, овощами и орехами, а после — злаками. И те собаки, которые могли хоть как-то переваривать все это, получили преимущество. Останки собак возрастом 9000 лет, найденные в Северном Китае, подтверждают, что, выбрав себе в друзья человека, бывшие волки фактически подписались на вегетарианство. Изотопный анализ костей выявил, что китайских псов кормили… пшеном!

Чтобы усваивать растительную пищу, собаки изменили в себе аж 10 генов. Самый ценный из них — ген фермента альфа-амилазы, расщепляющего крахмал, — они дополнительно «размножили»: в геноме современных псов он встречается в 30 копиях! У волков альфа-амилаза тоже есть — она нужна, чтобы расщеплять гликоген из печени съеденных животных, — но больше четырех копий не бывает. Другие гены, помогающие переваривать растительные волокна, у собак намного активнее и кодируют более «агрессивные» ферменты.

Развитие: вечные дети
В дикой природе детство — крайне опасная штука. Малыши полностью зависят от родителей, так как не могут себя прокормить, а заигрываясь, они легко становятся добычей хищников. У большинства видов, даже развитых, детство очень короткое по сравнению со взрослым существованием. Однако собаки остаются немного детенышами всю жизнь: они неагрессивны, игривы, готовы подчиняться человеку и учиться — в общем, демонстрируют поведение, нехарактерное для большинства взрослых животных.

Руководитель отдела этологии Будапештского университета, специалист по взаимоотношениям собаки и человека Адам Миклоши полагает, что бывшие волки «застряли в детстве» благодаря дружбе с людьми. Под покровительством человека животным не нужно было расходовать силы на поиски еды и борьбу за доминирующую позицию в стае. Самки могли дольше заботиться о детенышах, и раннее взросление перестало быть необходимым условием выживания.

Генетика
Мутация доброты
Ученые полагают, что уникальному умению собак понимать человека способствовала хромосомная перестройка, аналогичная той, которая у людей вызывает синдром Вильямса. У носителей этого синдрома значительно снижен интеллект, однако они очень добры, покладисты, всегда в хорошем настроении и готовы общаться с другими.

У людей с синдромом Вильямса «теряется» крупный фрагмент седьмой хромосомы. У собак этот нестабильный участок находится на хромосоме номер 6, и в нем не хватает значительной части ДНК. То есть наши предки, отбирая самых дружелюбных собак, невольно закрепили в популяции это нарушение.

Размеры: увеличение и уменьшение
Если уменьшить волка до размеров средней собаки, его голова окажется намного больше, чем у псов. С «содержимым» у собак тоже негусто: по сравнению с другими псовыми того же размера их мозг на 25–30% скромнее. Профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Роберт Уэйн считает, что несоответствие размеров головы и тела — следствие нескольких этапов искусственного отбора. Древние люди оставляли и размножали не самых крупных собак, так как их было проще прокормить, в итоге за несколько тысячелетий отбора одомашненные волки «съежились».

Позже, когда наши предки освоили сельское хозяйство, они смогли позволить себе держать более крупных животных, и общие размеры питомцев опять начали увеличиваться. Но так как собакам не нужно было заботиться о выживании и постоянно охотиться на крупную дичь, некоторые части тела «выросших» псов — например, челюсти и зубы — остались маленькими.

Поведение: любовь к человеку

Превращая волков в собак, люди отбирали самых послушных и сообразительных особей. Именно способность понимать слова и жесты хозяина стала ключевым фактором, повлиявшим на эволюцию этих животных. Псы распознают указания человека лучше, чем обезьяны: опыты демонстрируют, что в этом умении они достигают уровня двухлетних детей. Волки, даже те, которые с детства росли с людьми, понимают их не так хорошо и начинают делать это намного позже.

А вот общаться между собой у собак выходит заметно хуже. Биологи из Венского университета предлагали волкам и собакам, выращенным в одинаковых условиях, добывать еду, спрятанную в ящике. Он открывался, только если два зверя одновременно тянули за разные концы веревки. Волки справлялись с задачей даже без тренировки, просто кооперируясь друг с другом. Псы первый тест провалили почти полностью. Даже когда экспериментаторы показали животным, как открывать ящик, волки все равно выполняли задание быстрее, потому что лучше координировали действия с партнером.

Как полагают исследователи, собаки утратили способность понимать товарищей за ненадобностью: веками их выживание зависело только от человека, а умение контактировать с сородичами никак не влияло на эволюционный успех и не сохранялось в поколениях.

Коммуникация
Межвидовой язык
Собачий лай — еще один способ животных как можно лучше общаться с людьми. Волки лают лишь в детстве и в особых ситуациях, например предупреждая товарищей о чем-то или протестуя. Собаки же гавкают постоянно. Ученые полагают, что совместная эволюция с людьми усилила и «отточила» собачий лай.
Исследования Чабы Мольнара из Будапештского университета показали, что даже люди, у которых никогда не было собаки, замечательно понимают, что именно хочет сообщить им лающий пес. Добровольцы почти без ошибок на слух различали, когда собака лает, играя с другими животными, когда она готова вот-вот наброситься, а когда просто гавкает на незнакомца.

Общение: волшебные слова
В отличие от прочих животных, даже столь высокоразвитых, как шимпанзе и дельфины, псы хорошо расшифровывают не только жесты, но и слова. Обычно, чтобы научить собаку команде, нужно долго повторять ее. Но некоторые псы запоминают новые слова с одного раза. Это умение называется быстрым картированием, и именно благодаря ему младенцы запоминают по 10 новых слов в день.

Считалось, что на подобные чудеса способны исключительно люди, однако бордер-колли по кличке Рико доказал, что это не так. Как выяснили ученые из Института эволюционной антропологии в Лейпциге, он знает названия более 200 предметов и способен правильно выбирать каждый из них, даже когда вокруг лежат десятки других знакомых и незнакомых вещей.

Американская бордер-колли Чейзер продемонстрировала еще более необычный талант: она понимала не только отдельные слова, которых знала больше 1000, но и целые предложения. Причем собака правильно выполняла команды, даже если ученые меняли слова местами.