Недавние исследования предполагают меньше, чем мы думаем. Например, почему люди приручили всего лишь дюжину или около того из примерно 200 000 видов диких цветковых растений? И почему только около пяти из 148 видов крупных диких млекопитающих, травоядных или всеядных?
И пока мы занимаемся этим, почему в наше время не было приручено больше видов растений или животных?По крайней мере, крошечный процент одомашненных животных предполагает, что у человека есть ограничения, и что почти наверняка неверно, что люди могут вмешаться и полностью переделать с помощью искусственного отбора организм, сформированный на протяжении тысячелетий естественным отбором.Небольшое количество одомашненных — лишь один из многих вопросов, поднятых в специальном выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences, опубликованном 21 апреля в Интернете.Этот выпуск является продуктом встречи ученых, заинтересованных в одомашнивании, в 2011 году в Национальном центре эволюционного синтеза, некоммерческом научном центре, совместно управляемым Университетом Дьюка, Университетом Северной Каролины в Чапел-Хилл и Государственным университетом Северной Каролины.
Из 25 ученых на конференции двое были из Вашингтонского университета в Сент-Луисе: Искусство Наук Фиона Маршалл, доктор философии, профессор археологии, изучающая одомашнивание животных, и Кеннет Олсен, доктор философии, доцент биологии, изучающий одомашнивание растений.И Маршалл, и Олсен в настоящее время заняты исследованиями разрушающихся границ одомашнивания, где вопросы об этом эволюционном процессе вырисовываются наиболее остро.
Маршалл изучает два вида, которые считаются амбивалентно одомашненными: ослов и кошек. Олсен изучает рис и маниоку и в настоящее время интересуется имитаторами риса — сорняками, которые выглядят достаточно похожими на рис, поэтому они не попадают в поле зрения радаров, даже когда рисовые поля прополены вручную.
И Маршалл, и Олсен написали статьи для специального выпуска PNAS и помогли написать вступительное эссе, в котором поднимаются важные вопросы, стоящие перед данной областью.«Этот семинар был особенно интересным, — сказал Олсен, — потому что на нем собрались люди, работающие с растениями и животными, а также археологи и генетики.
Я особо не задумывался об одомашнивании животных, потому что я работаю в основном с растениями, поэтому было интересно увидеть та же проблема с совершенно другой точки зрения ».Насколько это было сделано нами? Многие из наших представлений об одомашнивании основаны на современном опыте разведения животных.
Любой, кто знаком с огромным разнообразием пород собак, которые все принадлежат к одному и тому же подвиду серого волка, может в некоторой степени оценить способность селективного разведения изменять внешний вид и поведение.Но как насчет самоопыляемых или опыляемых ветром растений, или, если уж на то пошло, домашних животных, случайно или намеренно скрещенных с дикими сородичами?Недавние доказательства того, что зерновые культуры, такие как пшеница или ячмень, развивали признаки одомашнивания намного медленнее, чем предполагалось, привели к возобновлению интереса к идее о том, что отбор во время одомашнивания мог быть отчасти случайным.Сам Чарльз Дарвин проводил различие между сознательным отбором, при котором люди непосредственно выбирают желаемые признаки, и бессознательным отбором, когда признаки развиваются как побочный продукт естественного отбора на полях или в результате отбора по другим признакам.
«Сейчас большое внимание уделяется тому, сколько непреднамеренных изменений, которые люди внесли в окружающую среду, привели к естественному отбору, изменяющему как растения, так и животных», — сказал Маршалл.«Раньше мы думали, что кошки и собаки были реальными исключениями в процессе приручения животных, потому что их привлекали человеческие поселения в поисках пищи и в некотором смысле они приручили себя. Но новое исследование показывает, что другие одомашненные животные могут быть больше похожи на кошек и собак, чем на нас. подумал.«После того, как были пойманы такие животные, как ослы или крупный рогатый скот, — сказал Маршалл, — изменения, которые пытались внести люди, были довольно минимальными.
На самом деле все сводилось к выбраковке нескольких самцов и разведению всех самок».Даже сегодня, отмечает она, африканские скотоводы могут позволить себе убить только четырех из каждых 100 коров, иначе они рискуют, что засуха и болезни уничтожат все стадо. «Я думаю, что за пределами индустриальных обществ или особых ситуаций искусственный отбор был очень слабым», — сказала она.
«Что касается ослов и других транспортных животных, пастухи хотят не аффилированного [прирученного] поведения», — сказал Маршалл. «Больше всего они заботятся о том, чтобы их животные оставались живыми».Итак, искусственный отбор действует в том же направлении, что и естественный, или, может быть, подталкивает его еще больше, потому что люди часто помещают животных в более суровые условия, чем естественные.
«Аналогичная идея для растений, — сказал Олсен, — это гипотеза свалки, первоначально предложенная Эдгаром Андерсоном, профессором ботаники из Вашингтонского университета. Идея состоит в том, что когда люди выбрасывают отходы растительной пищи, включая семена, некоторые вырастили и снова посеяли семена, и таким образом люди случайно выбрали виды, которые они ели, которые также хорошо себя чувствовали в нарушенной и богатой питательными веществами среде свалки ».«Практика выращивания играет огромную роль в отборе», — сказал Олсен. «Традиционно в Юго-Восточной Азии на одном поле одновременно выращивалось много разных сортов риса.
Это была стратегия хеджирования ставок, — сказал он, — которая гарантировала, что некоторые растения выживут и дадут семена даже в плохой сезон». Таким образом, это были не люди, напрямую выбирающие культурные растения, а люди, изменяющие ландшафт таким образом, чтобы изменить давление отбора на растения.Как лучше всего путешествовать во времени На вопросы о первоначальных событиях одомашнивания трудно ответить, потому что растения и животные были одомашнены до того, как люди изобрели письменность, и поэтому выяснение того, что произошло, было вопросом ограниченного количества сохранившихся свидетельств.Проблема особенно сложна для одомашнивания животных, потому что самое важное — это поведение животных, которое оставляет мало следов.
В прошлом ученые пытались измерить кости или исследовать зубы, ища различия в возрасте, размерах или патологии, которые могли быть связаны с животными, живущими с людьми.«Иногда нет морфологических сдвигов, которые легко найти, или они слишком поздно, чтобы сообщить нам что-либо», — сказал Маршалл. «Мы ушли от морфологических идентификаторов одомашнивания, и сейчас мы переходим к поведению, однако мы можем его понять. Если у нас есть скопления навоза, это означает, что животных загоняли в загон», — сказала она.
Олсен, с другой стороны, стремится идентифицировать гены в современных видах сельскохозяйственных культур, которые связаны с особенностями приручения растения, такими как прямостоячие, а не разветвленная архитектура. Методы, используемые для выделения этих генов, сложны и требуют много времени и не всегда могут уйти так глубоко в прошлое, как когда-то предполагали ученые, потому что современные растения являются лишь подмножеством разновидностей сельскохозяйственных культур, которые, возможно, когда-то существовали.Так что и Маршалл, и Олсен воодушевлены недавними успехами в секвенировании древней ДНК.
Они говорят, что древняя ДНК позволит проверять гипотезы об одомашнивании на протяжении всего эволюционного периода одомашнивания.Еще один недавно оцененный ключ к одомашниванию растений — наличие обогащенных почв, созданных в результате деятельности человека.
Одним из примеров является terra preta в бассейне Амазонки, которая молчаливо свидетельствует о существовании доколумбового сельскохозяйственного общества в том, что, как считалось, было нетронутым лесом.Картируя распространение обогащенных почв, ученые надеются лучше понять, как древние люди изменили ландшафты и как это повлияло на растительные сообщества.«Совершенно очевидно, — сказал Маршалл, — что нам нужны все возможные подходы, чтобы провести обратную триангуляцию. Мы используем все виды способов, грубые и мелкие, долгосрочные и краткосрочные, потому что практические последствия для нас весьма велики ".
В конце концов, первые приручения могли быть спровоцированы изменением климата в конце последнего ледникового периода — в сочетании с социальными проблемами.В результате люди отказались от образа жизни охотников-собирателей, которым они успешно следовали на протяжении 95 процентов истории человечества, и вместо этого обратились к новым стратегиям земледелия и скотоводства.
Когда мы вступаем в новую эру изменения климата, Маршалл сказал, что было бы утешительно узнать, что мы поняли, что произошло тогда и почему.«Современный взгляд на одомашнивание», специальный выпуск PNAS под редакцией Грегера Ларсона и Долорес Р. Пиперно, стал результатом встречи под названием «Одомашнивание как эволюционный феномен: расширение синтеза», состоявшейся 7-11 апреля 2011 г. финансируется и размещается Национальным центром эволюционного синтеза (Национальный научный фонд EF-0905606) в 2011 году.