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狼何時(shí)何地被馴化成狗存四假說(shuō),沒(méi)有一種現(xiàn)代狼基因更接近狗

趙序茅/中國(guó)綠色時(shí)報(bào)
2018-02-13 16:58
綠政公署 >
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犬的地理分布、生活習(xí)性、形態(tài)結(jié)構(gòu)、遺傳特性及交配繁殖等種種跡象表明,犬可能是由不同地方的狼演變而來(lái),這也是目前大家普遍接受的說(shuō)法。

通過(guò)比較,解剖證實(shí):犬與狼形態(tài)結(jié)構(gòu)十分相似,它們頭骨結(jié)構(gòu)、骨骼數(shù)目及牙齒數(shù)目相似到幾乎很難說(shuō)出它們之間的差別。再?gòu)倪z傳層面看,犬與狼之間可以雜交并生育出有正常繁育能力的后代。那么,犬究竟是如何被馴化而來(lái)的?第一只犬又來(lái)自何方?

西伯利亞雪橇犬

一塊德國(guó)出土的犬類化石,經(jīng)過(guò)鑒定是1.4萬(wàn)年前犬的下頜骨化石。一個(gè)在中東地區(qū)發(fā)現(xiàn)的小型犬科動(dòng)物的骨架化石,被認(rèn)定大約是1.2萬(wàn)年前的一只小型犬。這些來(lái)自化石的證據(jù)表明,早在一萬(wàn)年前,犬就已經(jīng)出現(xiàn)了。

狼是犬的祖先,沒(méi)有人懷疑人類把狼馴化成犬。但是,狼是何時(shí)何地被馴化成犬,卻一直引起爭(zhēng)論。關(guān)于犬的起源問(wèn)題,目前存在眾多假說(shuō):其一,歐洲人首先將狼馴化成了犬;其二,犬的起源與中東的農(nóng)業(yè)革命有關(guān);其三,犬是在東亞或中國(guó)南方首先馴化成功的;其四,犬有多個(gè)起源。這些問(wèn)題也一直困擾著科學(xué)家。

犬起源于東亞

欲知犬的起源,必須先破解其遺傳密碼。

有學(xué)者通過(guò)對(duì)來(lái)自歐洲、亞洲、非洲和北美地區(qū)的犬進(jìn)行種群遺傳分析。通過(guò)種群遺傳分析,能弄清各種犬、各地犬的母系血緣關(guān)系。簡(jiǎn)單說(shuō),可以知道“犬是誰(shuí),犬媽是誰(shuí),犬媽來(lái)自哪里?”結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些犬有一個(gè)共同的外婆——它來(lái)自東亞。并且還得知,家犬的祖外婆大約是在1.6萬(wàn)年以前被中國(guó)的南方人馴化的。

這就表明,犬最早起源于東亞,然后才擴(kuò)展到世界各地。

不過(guò)這一結(jié)論受到了質(zhì)疑,原因在于研究結(jié)果和化石證據(jù)不吻合。德國(guó)的犬類化石證據(jù)表明犬在1.4萬(wàn)年前被馴化,而中國(guó)南方起源假說(shuō)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)卻是在1.6萬(wàn)年前。

此后,研究人員又收集了來(lái)自歐洲、非洲、亞洲(尤其是東亞地區(qū))的犬進(jìn)行新的研究,樣本覆蓋了所有已報(bào)道過(guò)的家犬起源地。在對(duì)這些采自世界各地的灰狼、土狗和不同品種犬進(jìn)行全基因組測(cè)序后發(fā)現(xiàn),這些來(lái)自全球的犬共享了約50%的基因,中國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)的犬具有最高的遺傳多樣性。這可以說(shuō)明,別地犬的遺傳信息都可以在中國(guó)找到來(lái)源,提示其他地區(qū)家犬的基因庫(kù)都源自中國(guó)南方。后來(lái)研究人員進(jìn)一步推斷出,犬于1.5萬(wàn)年前開始向中東、非洲和歐洲等地遷徙擴(kuò)散,并在1萬(wàn)年前左右到達(dá)歐洲地區(qū)。

盡管犬起源于東亞(中國(guó))有了遺傳證據(jù)的支持,但還是存在問(wèn)題,因?yàn)樵撗芯康貌坏饺惢挠∽C。如果犬起源于中國(guó)南方,并且在此生活了那么多年,為何沒(méi)有犬的化石呢?事實(shí)是,不僅沒(méi)有犬的化石,連狼的化石也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)——沒(méi)有證據(jù)顯示狼曾經(jīng)在中國(guó)南部生活過(guò)。如果那里從來(lái)沒(méi)有過(guò)狼,人類又怎么去馴化它們呢?但是,有文獻(xiàn)顯示,狼曾經(jīng)生存于中國(guó)長(zhǎng)江的南部,但之后滅絕了。真相究竟如何,還有待于進(jìn)一步的研究和驗(yàn)證。

捷克狼犬

犬起源于中東

據(jù)記載,公元前九千年,人類在中東開始馴化牧群時(shí),犬就充當(dāng)了“好幫手”的角色,它們可為人類驅(qū)趕羊群,把有蹄類趕出莊稼地。那犬會(huì)不會(huì)最早產(chǎn)生于中東地區(qū)呢?

中國(guó)有俗語(yǔ)“狼走千里吃肉,狗走千里吃屎”。話雖粗,但形象地揭示了犬與狼在食性上的差異。于是,有學(xué)者就從食性上另辟蹊徑,研究犬的起源。既然犬與狼的食性不同——狼是食肉動(dòng)物,而犬是雜食動(dòng)物,那么只要破解犬最早從什么時(shí)候由肉食轉(zhuǎn)變?yōu)殡s食,不就可以知曉其起源了?他們采用的是對(duì)犬和狼進(jìn)行全基因組測(cè)序的方法,比較了二者參與食物消化的基因。從狼演化到犬的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是,犬逐漸產(chǎn)生并擁有了消化淀粉食物(碳水化合物)的基因。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,狼與犬的基因組有36個(gè)區(qū)域產(chǎn)生變異,最為關(guān)鍵的是還有10個(gè)是對(duì)淀粉消化、脂肪代謝有重要作用的基因。在這10個(gè)消化淀粉和脂肪的基因中,有一個(gè)稱為“AMY2B”的基因?qū)ο矸凼澄镏陵P(guān)重要。值得注意的是,在犬的體內(nèi)擁有比狼更多的AMY2B基因副本,而且在犬的胰腺里,這種基因比在狼體內(nèi)活躍28倍。

從消化淀粉的基因突變可以看到,犬的祖先是在食用富含淀粉的飲食中演變的,相較于以肉為食的狼,這是犬在早期馴化過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。在長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)食用人類給予的富含淀粉的食物后,犬終于具備了消化淀粉食物的基因。因此,這一研究支持了“犬是被早期人類定居點(diǎn)的剩飯剩菜吸引過(guò)來(lái)的狼進(jìn)化而來(lái)”的觀點(diǎn)。

那么犬體內(nèi)消化淀粉的基因是何時(shí)何地進(jìn)化出來(lái)的呢?

伴隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和發(fā)達(dá),人類開始大量享用麥類和谷類食物,這時(shí)才能分給狼、犬一杯羹。而小麥類起源于中東地區(qū),考古學(xué)家從中東地區(qū)當(dāng)時(shí)最早的人類定居點(diǎn)——杰里科城發(fā)現(xiàn)了迄今最早的人工小麥。由此推論,犬大約1萬(wàn)年前在中東地區(qū)農(nóng)業(yè)起源時(shí)被馴化。

然而,中東起源說(shuō)的弱點(diǎn)在于,犬類化石出現(xiàn)的時(shí)間與農(nóng)業(yè)革命的時(shí)間不符。農(nóng)業(yè)革命是指人類從舊石器時(shí)代轉(zhuǎn)向制造和使用磨制石器的時(shí)期,這個(gè)時(shí)期人類發(fā)明陶器、誕生了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)。該研究認(rèn)為狼被馴化的標(biāo)志性事件是演化出了消化淀粉的基因。而狼是在與人類接觸后,并在長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)的時(shí)間內(nèi)食用人類富含淀粉的食物才演化出了消化淀粉的基因。按道理,應(yīng)該先有中東地區(qū)的農(nóng)業(yè),而后狼被馴化。

然而,該研究采用的犬類化石樣本至少要比農(nóng)業(yè)革命的時(shí)間早幾千年,這就表明了犬的馴化出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)革命之前。因此,這并不符合該研究提出的“人類在農(nóng)業(yè)革命之后用淀粉類食物喂養(yǎng)野狼才將其馴化為犬”的前提。

薩爾路斯獵狼犬

犬起源于歐洲

無(wú)論犬的東亞起源說(shuō),還是中東起源說(shuō),一個(gè)明顯的短板就是缺少化石的證據(jù)。對(duì)于史前文明,化石是最好的證據(jù)。它就像一本無(wú)字書,人們可以利用現(xiàn)代的科學(xué)手段,從古老的化石中提取有效信息,解開未知的謎團(tuán)。同樣,追溯犬的起源也需要從犬的化石以及基因?qū)Ρ戎胁拍艿贸霰容^可靠的結(jié)論。

另有學(xué)者從阿根廷、比利時(shí)、德國(guó)、俄羅斯、瑞士和美國(guó)等地,收集了18種犬科動(dòng)物的化石,這些動(dòng)物化石最早可追溯至3.6萬(wàn)年前。找到這些化石后,研究人員從中提取了動(dòng)物的DNA。對(duì)于古生物而言,當(dāng)它們死去并變成化石后,其中的蛋白質(zhì)等有機(jī)分子就會(huì)分解,只剩下礦物質(zhì)。殊不知,化石中有機(jī)物的保存年限可超過(guò)10萬(wàn)年,因此可以從中提取線粒體DNA——這是遺傳的密碼。DNA通過(guò)ATCG進(jìn)行編碼,雖然只是簡(jiǎn)單的字母,但進(jìn)行不同的組合,就會(huì)變幻莫測(cè)。犬的親緣和進(jìn)化歷史就隱藏其中。

犬的進(jìn)化樹 趙序茅譯

隨后,科學(xué)家把這18種犬科動(dòng)物的線粒體DNA序列與49只現(xiàn)代狼和77只現(xiàn)代犬的線粒體DNA序列進(jìn)行對(duì)比,又建構(gòu)了一個(gè)線粒體DNA遺傳樹來(lái)揭示它們之間的關(guān)系。分析遺傳樹的全部信息后,研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn),幾乎所有被測(cè)量的現(xiàn)代犬都與古歐洲犬科動(dòng)物有著密切的親緣關(guān)系,但與中國(guó)或東亞的狼關(guān)系比較疏遠(yuǎn)。這個(gè)遺傳樹還確定了4個(gè)現(xiàn)代犬進(jìn)化分支,并最終確認(rèn)歐洲是犬馴化的中心。

但是,歐洲起源說(shuō)也存在漏洞。其問(wèn)題在于,研究人員沒(méi)有比對(duì)來(lái)自中東或中國(guó)的犬的DNA。因此,他們的研究從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)并不全面,缺少足夠的說(shuō)服力。該項(xiàng)研究并不意味著歐洲是犬起源的唯一地區(qū),只是證明了歐洲在犬的馴化過(guò)程中起到了重要作用。

犬起源多地

經(jīng)過(guò)科學(xué)家們不間斷地研究,犬的起源問(wèn)題越發(fā)清晰,但仍然無(wú)法撥云見日。顯而易見,犬起源于東亞、中東或歐洲這3種假說(shuō)都有各自的證據(jù)和理由,但也都存在一些尚不能自圓其說(shuō)的問(wèn)題,因此這3種假說(shuō)都沒(méi)有得到廣泛認(rèn)同。人類之所以對(duì)犬的起源、演化如此癡迷,不僅是因?yàn)槿钠鹪词且粋€(gè)未解之謎,更關(guān)鍵的是研究犬的起源可以幫助人類弄清自身的起源和演化。因?yàn)槿难莼腿祟惖难莼懿豢煞?,前者可以作為研究后者的一個(gè)標(biāo)記。但不幸的是,人的演化同犬的演化一樣,都是撲朔迷離。

在人類的演化上,一直存在兩個(gè)觀點(diǎn):一是所有的現(xiàn)代人都來(lái)自非洲,即非洲起源說(shuō);二是人類在不同的地區(qū)同時(shí)起源,即多地區(qū)起源說(shuō)。

既然人類的起源存在非洲起源說(shuō)和多地起源說(shuō),犬又是由人類馴化而來(lái),犬的起源似乎也存在類似的情形。有學(xué)者就認(rèn)為,全球各地的犬可能經(jīng)歷了各自不同的演化過(guò)程。因此,犬可能是在多地區(qū)同時(shí)演化而來(lái)的。

犬的馴化歷史悠久。被馴化之后,它們又在很大范圍上和狼有交配、繁殖,因此犬和狼的基因是你中有我、我中有你,錯(cuò)綜復(fù)雜,真假難辨。因此,也有學(xué)者提出,犬起源問(wèn)題的關(guān)鍵不在“犬是何時(shí)何地被馴化”,而是“犬被馴化的次數(shù)”。

科學(xué)家們?cè)趷蹱柼m東海岸一處4800年前形成的山洞里發(fā)現(xiàn)了許多動(dòng)物的骸骨,并幸運(yùn)地找到了一些犬的骨骼。雖然只提取了一小部分DNA,卻獲取了80%以上的物種信息。隨后,他們成功對(duì)比分析了這只化石犬與700只現(xiàn)代犬的基因,構(gòu)建出一張龐大的家族譜。結(jié)果令人驚訝,犬家族譜上明顯分支出了兩大家族:一是東歐亞大陸分支,以沙皮和藏獒為代表;二是西歐亞大陸犬種分支。在歷史時(shí)期,西支犬曾可能遭遇過(guò)嚴(yán)重的發(fā)展瓶頸,數(shù)量大幅度下降,東支犬就向西方擴(kuò)散到歐洲。

如果犬的起源只有一個(gè)地點(diǎn),那么化石的排列應(yīng)該表現(xiàn)為“最早的犬類集中在某處,更年輕的化石以此為中心向四周擴(kuò)散”。但現(xiàn)實(shí)情況并非如此??脊艑W(xué)家發(fā)現(xiàn)歐洲最古老的犬類化石來(lái)自1.5萬(wàn)年前,而東亞最早的犬類化石出現(xiàn)在1.25萬(wàn)年前,處于歐洲和東亞中間位置的犬類化石大約只有8000年歷史。犬類化石的年限呈現(xiàn)出“兩邊早,中間晚”的特征,可以說(shuō)明歐洲和東亞都是犬的起源地。

這表明在數(shù)千年前,犬就被西歐亞大陸的人類所馴化出來(lái)。與此同時(shí),東歐亞大陸也在馴化灰狼,導(dǎo)致東西部同時(shí)存在著兩支截然不同的犬分支——我們暫且稱之為古西部犬和古東部犬。在青銅時(shí)代,一部分古東部犬隨人類遷徙到了西方,遇到了古西部犬后,東西兩支交配繁殖,雜交后的犬漸漸代替了古西部犬,古西部犬因此滅絕。因此,現(xiàn)代的東部犬是古東部犬的后代,而現(xiàn)代的西部犬是古東部犬和古西部犬雜交的后代。

追溯犬類的起源為何如此之難?

關(guān)于犬的起源,依舊眾說(shuō)紛紜。為什么追溯犬類的起源這么難?一個(gè)重要的原因是不能確定犬類的基因突變速率。不同的基因突變率支撐不同的研究結(jié)果。盡管我們不確定在歷史進(jìn)程中犬究竟何時(shí)、何地被馴化,但有一點(diǎn)可以肯定,在數(shù)千年的時(shí)間里,犬與狼配種、被人類飼養(yǎng)、不同品種的犬類相互雜交,甚至走遍了世界,這些都讓它們的基因變得“渾濁”而難以判斷。

既然犬由狼馴化而來(lái),為何科學(xué)家們不從狼的角度出發(fā)研究犬的演化?其實(shí),科學(xué)家也曾經(jīng)這樣想過(guò),但最終發(fā)現(xiàn)又是一條死路。灰狼曾經(jīng)廣泛地分布在北半球,可能在任何位置被馴化成犬(北美洲除外)。此外,更令人糾結(jié)的是,沒(méi)有一種現(xiàn)代狼的基因更接近犬,這說(shuō)明最終進(jìn)化成犬的狼很可能早已滅絕。因此,研究狼和犬的基因只能是個(gè)死循環(huán)?;蛟S只有讓時(shí)光倒流才能說(shuō)明一切。

自從犬被人類馴化以來(lái),通過(guò)人類選擇性的育種,讓如今世界上犬的品種多達(dá)300-400個(gè)。與任何其他野生哺乳動(dòng)物相比,不同品種的犬在行為和形態(tài)上都有著千差萬(wàn)別,但它們之間不存在實(shí)質(zhì)性的生殖隔離,可以彼此交配。人類在給犬育種的歷史上,盡可能讓不同品種的犬,甚至讓其與野狼交配以孕育出被認(rèn)為更好的新品種。但也有一些是反其道而行,在培育過(guò)程中,為了保留某一品種的一些特質(zhì),故意讓它們近親繁殖,以維持所謂的“純正血統(tǒng)”。在現(xiàn)存純種犬中,有3種犬與狼的血統(tǒng)最為接近,分別是:西伯利亞雪橇犬、捷克狼犬和薩爾路斯獵狼犬。對(duì)于愛犬人士來(lái)說(shuō),自己偏愛的犬,品種越古老,他們就越得意,可是只有像靈緹犬、馬士提夫獒犬、西施犬(獅子狗)這樣的犬種,其祖先可以追溯到幾百年前,而現(xiàn)代意義上的犬的品種只有150年左右的歷史。

(原標(biāo)題為《“犬”從何來(lái)? | 自然世界》)

    責(zé)任編輯:李珣
    校對(duì):劉威
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