DNA odhaľuje: V génoch väčšiny psov driemu stopy divokých vlkov

Pes, prvý domestikovaný druh, sprevádza človeka tisícky rokov. Nový výskum odhaľuje prekvapivé zistenia o prepojení psích a vlčích génov.

Psy boli prvými zvieratami, ktoré človek domestikoval a po tisícročia sú neoddeliteľnou súčasťou ľudského života. Domestikované druhy sú rastliny a zvieratá, ktoré sa vyvinuli, aby žili po boku ľudí, poskytujúc takmer všetko naše jedlo a množstvo ďalších výhod. Psy poskytujú ochranu, pomoc pri love, spoločenstvo, prepravu a dokonca aj vlnu na tkanie prikrývok.

Psy sa vyvinuli zo sivých vlkov, no vedci vedú debaty o tom, kde, kedy a koľkokrát boli psy domestikované. Dôkazy starovekej DNA naznačujú, že domestikácia sa stala dvakrát, vo východnej a západnej Eurázii, predtým, ako sa skupiny nakoniec zmiešali. Táto zmiešaná populácia bola predkom všetkých psov žijúcich dnes.

Analýza molekulárnych hodín DNA zo stoviek moderných a starovekých psov naznačuje, že boli domestikované približne pred 20 000 až 22 000 rokmi, keď rozsiahle ľadové príkrovy pokrývali veľkú časť Eurázie a Severnej Ameriky. Prvý pes identifikovaný v archeologických záznamoch je 14 000 rokov staré šteňa nájdené v Bonne-Oberkasseli v Nemecku, ale na základe kostí môže byť ťažké rozlíšiť, či zviera bol skorý domáci pes alebo divoký vlk.

Komentár redakcie: Výskum odhaľuje, že psy si v priebehu evolúcie zachovali genetické stopy vlkov, čo im pomohlo prispôsobiť sa meniacim sa podmienkam a prežiť. Tieto zistenia poukazujú na komplexnú históriu spolužitia a vzájomného ovplyvňovania medzi psami a vlkmi.

Napriek spoločnej histórii psov a vlkov si vedci dlho mysleli, že tieto dva druhy sa zriedka pária a rodia hybridné potomstvo. Ako evolučný biológ a molekulárny antropológ, ktorí študujú domáce rastliny a zvieratá, sme sa chceli nanovo pozrieť na to, či hybridizácia psov a vlkov bola naozaj taká nezvyčajná.

**Malé kríženie vo voľnej prírode**

Psy nepochádzajú priamo z moderných vlkov. Skôr psy a vlky žijúce dnes pochádzajú zo spoločnej starovekej populácie vlkov, ktorá žila po boku mamutov srstnatých a jaskynných medveďov.

U väčšiny domestikovaných druhov existujú často jasné, zdokumentované vzorce toku génov medzi zvieratami, ktoré žijú po boku ľudí, a ich divokými náprotivkami. Tam, kde sa prekrývajú biotopy divých a domestikovaných zvierat, môžu sa navzájom krížiť a produkovať hybridné potomstvo. V týchto prípadoch sú gény divých zvierat zapracované do genetickej variability domestikovanej populácie.

Napríklad ošípané boli domestikované na Blízkom východe pred viac ako 10 000 rokmi. Ale keď ich raní farmári priviezli do Európy, tak často sa krížili s miestnymi diviakmi, že takmer celá ich DNA z Blízkeho východu bola nahradená. Podobné vzory možno vidieť u ohrozených divých anatolských a cyperských muflónov, u ktorých výskumníci zistili vysoký podiel DNA domácich oviec v ich genómoch. Je bežnejšie ako nie nájsť dôkazy o krížení divých a domestikovaných zvierat v priebehu času a zdieľaní genetického materiálu.

To, že vlky a psy nevykazujú tento typický vzorec, je prekvapujúce, pretože žijú v prekrývajúcich sa oblastiach a môžu sa voľne krížiť.

Správanie psov a vlkov je však úplne odlišné, pričom vlci sú všeobecne organizovaní okolo štruktúry rodinnej svorky a psy sú závislé od ľudí. Keď dôjde ku kríženiu, zvyčajne sa to stane, keď ľudské aktivity – ako napríklad narúšanie biotopov a lov – narušia dynamiku svorky, čo vedie vlčie samice k tomu, aby sa vydali na vlastnú päsť a krížili sa s psami. Ľudia zámerne vyšľachtili niekoľko hybridných typov „vlčích psov“ v 20. storočí, ale tie sa považujú za výnimku.

**Drobné, ale detekovateľné vlčie predkov**

Na preskúmanie toho, koľko toku génov skutočne prebehlo medzi psami a vlkmi po domestikácii, sme analyzovali 2 693 predtým publikovaných genómov, pričom sme využili rozsiahle verejne dostupné súbory údajov.

Patrilo sem 146 starovekých psov a vlkov pokrývajúcich asi 100 000 rokov. Pozreli sme sa aj na 1 872 moderných psov, vrátane zlatých retrieverov, čiváv, malamutov, basenjiov a iných známych plemien, plus nezvyčajnejšie plemená z celého sveta, ako napríklad kaukazský ovčiak a švédsky vallhund.

Nakoniec sme zahrnuli genómy od približne 300 „dedinských psov“. Tieto nie sú domáce zvieratá, ale sú to voľne žijúce zvieratá, ktoré sú závislé od ich úzkeho spojenia s ľudským prostredím.

Sledovali sme evolučné histórie všetkých týchto psovitých šeliem sledovaním materských línií prostredníctvom ich mitochondriálnych genómov a otcovských línií prostredníctvom ich chromozómov Y. Použili sme vysoko citlivé výpočtové metódy na ponorenie sa do jadrových genómov psov a vlkov – to znamená genetický materiál obsiahnutý v bunkových jadrách.

Zistili sme prítomnosť génov divého vlka vo väčšine psích genómov a prítomnosť psích génov v približne polovici genómov divého vlka. Znamenie vlka bolo malé, ale bolo tam, vo forme drobných, takmer nepostrehnuteľných kúskov súvislej vlčej DNA v psích chromozómoch. Asi dve tretiny plemenných psov v našej vzorke mali vlčie gény z kríženia, ktoré sa uskutočnilo priemerne asi pred 800 generáciami.

Zatiaľ čo naše výsledky ukázali, že väčšie pracovné psy – ako napríklad ťažné psy a veľké strážne psy, ktoré chránia hospodárske zvieratá – majú vo všeobecnosti viac vlčieho pôvodu, vzorce nie sú univerzálne. Niektoré masívne plemená, ako napríklad bernardín, úplne postrádajú vlčiu DNA, ale drobná čivava si zachováva detekovateľnú vlčiu DNA na úrovni 0,2 % svojho genómu. Teriéry a pachové psy zvyčajne spadajú na dolný koniec spektra pre vlčie gény.

Boli sme prekvapení, že každý jeden dedinský pes, ktorého sme testovali, mal kúsky vlčej DNA vo svojich genómoch. Prečo by to tak bolo? Dedinské psy sú voľne žijúce zvieratá, ktoré tvoria asi polovicu svetových psov. Ich život môže byť ťažký, s krátkou strednou dĺžkou života a vysokou dojčenskou úmrtnosťou. Dedinské psy sú tiež spojené s patogénnymi chorobami, vrátane besnoty a psinky, čo z nich robí problém pre verejné zdravie.

Častejšie, ako predpovedala náhoda, úseky vlčej DNA, ktoré sme našli v genómoch dedinských psov, obsahovali gény súvisiace s čuchovými receptormi. Predstavujeme si, že čuchové schopnosti ovplyvnené vlčími génmi mohli pomôcť týmto voľne žijúcim psom prežiť v drsnom, nestálom prostredí.

**Prepojenie psov a vlkov**

Pretože sa psy vyvinuli z vlkov, všetka psia DNA je pôvodne vlčia DNA. Takže, keď hovoríme o malých kúskoch vlčej DNA v psích genómoch, nemyslíme tým ten pôvodný vlčí génový fond, ktorý sa tu pohybuje už 20 000 rokov, ale skôr dôkaz o tom, že psy a vlky sa naďalej krížia oveľa neskôr.

Vlčí pes hybrid s jedným z každého druhu rodiča by niesol 50 % psie a 50 % vlčej DNA. Ak by tento hybrid potom žil a páril sa s psami, jeho potomstvo by malo 25 % vlčej DNA, a tak ďalej, až kým neuvidíme len malé útržky vlčej DNA.

Situácia je podobná situácii v ľudských genómoch: Neandertálci a ľudia majú spoločného predka približne pred pol miliónom rokov. Avšak neandertálci a náš druh, Homo sapiens, sa tiež prekrývali a krížili v Eurázii ešte pred niekoľkými tisíckami generácií, krátko predtým, ako neandertálci zmizli. Vedci dokážu spozorovať malé kúsky neandertálskej DNA vo väčšine žijúcich ľudí rovnako, ako dokážeme vidieť vlčie gény vo väčšine psov.

Naša štúdia aktualizuje predchádzajúce presvedčenie, že hybridizácia medzi psami a vlkmi je zriedkavá; interakcie medzi týmito dvoma druhmi majú viditeľné genetické stopy. Hybridizácia s voľne sa pohybujúcimi psami sa považuje za hrozbu pre ochranárske úsilie ohrozených vlkov, vrátane iberských, talianskych a himalájskych vlkov. Existujú však aj dôkazy, že miešanie psov a vlkov môže vlkom priniesť genetické výhody, pretože sa prispôsobujú prostrediam, ktoré čoraz viac formujú ľudia.

Napriek tomu, že sa psy vyvinuli ako spoločníci ľudí, vlci im slúžili ako genetická záchranná línia. Keď sa psy stretli s evolučnými výzvami, ako prežiť drsné podnebie, hľadať potravu na uliciach alebo strážiť hospodárske zvieratá, zdá sa, že boli schopné využiť vlčie predkov ako súčasť svojej evolučnej súpravy na prežitie.