最前研|川大“青椒”解码狼和狗的前世今生

  近期，我校青年教师范振鑫为第一作者的关于狼种群基因组学的研究成果发表在国际著名学术期刊《Genome Research》上，影响因子高达15.57。

  该研究所有实验个体的数据均为全基因组序列，包含了一个物种所有的遗传信息（采用了G-PhoCS这个针对全基因组数据开发的建模统计的新方法，同时研究样品遍布六大洲，二者使得分析结果全面、准确）。该论文对理解狼的进化历史与狗的关系提出了全新的视角。

  范振鑫硕博都是在川大完成的。读博期间，他被公派到加州大学洛杉矶分校学习，与UCLA的导师建立了长期友好的合作关系。这项研究就是双方共同合作完成的。

  狗的直接祖先可能已经灭绝关于狼最早是什么时候、在哪里被驯化成狗的，学界一直存在争论。一种说法是东亚长江流域起源，但发掘的化石年代却较近，距今13000年内；另外的说法是欧洲起源或者中东起源，发掘到的化石在距今15000-36000年之间。

  虽然关于狼被驯化成狗的起源地和具体时间还存在争议，但以往分子生物学研究均表明狗早期驯化发生在短短的数万年前。范振鑫团队通过将全基因组数据统计建模后得到的结果表明狗的早期驯养化发生在距今11000前到27000年前这一时间段内。这一结论明确了狗的驯养时间。

  范振鑫团队利用高通量测序技术和生物信息学分析方法，研究了24只狼、7只狗以及3只其他犬科动物的全基因组，其样品覆盖了六大洲，包括了现存狼所有主要种群的样品。通过对比狼和狗的遗传信息，都没有发现这些狼与狗有异常亲近的关系。

本研究在世界6个大洲的采样图

  另外，范振鑫在加州大学洛杉矶分校合作实验室Robert Wayne教授团队在2013年发表于《Science》的研究中，提取了不同国家和地区狼和狗化石中的DNA，通过与现在的狼和狗遗传信息进行对比，发现发掘自欧洲的狼化石DNA与狗之间的遗传关系更近，这也从侧面证明了狗的直接祖先很可能是曾经分布在欧洲的狼，但现在这一狼种群已经灭绝。

  此外范振鑫还构建了系统进化树，用来评估各地方狼、狼和狗遗传关系。基本结构是各地区/大洲的狼都先分别聚在一起，有严格的地理分布。然后欧亚大陆的狼和狗再聚在一些，新大陆的狼和它们关系要远些。这个结果说明：

1、狗是从旧大陆（欧亚大陆）的狼驯养化而来；

2、狗和狼是同一个种；

3、没有任何一个现存的狼种群和狗有明显更近的亲缘关系，表明现在世界各地现存的狼都不是狗的直接祖先。

系统进化树

  不同品系狗的出现跟狼没有关系狼到狗其实经历了两个阶段：驯化和人工选择培育。历史上最早的一批狗是由狼驯化而来的，外貌特征跟狼相似度很高。但我们现在看见的的狗则是根据人类的需求，在非自然选择的状态下培育出来的一些新的品系。

  范振鑫团队在本次研究中，采用了很多新的分析方法，比如G-PhoCS这个针对全基因组数据开发的建模统计的方法，来分析杂交和分化时间。研究表明，不同犬科动物分化的时间很短，它们之间可以相互交配并产生可育的后代。

G-PhoCS统计建模的结果

  “例如被列为美国保护动物的红狼，我们研究发现它体内高达75%的遗传信息是来自郊狼(coyote)，说明两者间存在交配的情况。”范振鑫谈到。

  在后期不同品系狗的培育中，人类就充分地利用了这一点。为了得到具有某种特定外貌的狗，他们让不同品系的狗，甚至是狗和其他犬科动物之间进行杂交，然后选出新性状稳定的个体进行培养和繁殖。

给狼体检和采血

  “人们想拥有一些特定用途的狗，比如牧羊犬、导盲犬、宠物狗，以及用于体育赛事的狗。人们会根据自己特定的需求有意地去培育不同品系的狗。”范振鑫这样解释促使不同品系狗出现的原因。

  狼可能是主动被驯化的目前学界关于狼早期被驯化的过程也存在两种观点。一种观点认为是人类主动去驯化狼的。在早期的生产活动中，人类通过打猎抓捕了狼，然后将其圈养起来进行驯养，从而使其能够帮助自己看家护院，保护集体财产。

  另一种观点则认为狼是主动接触人类，从而被驯养的。当时的人类是聚居在一起的，生产生活中会产生很多的生活垃圾。“就像现在我们的狗和猫去翻垃圾吃一样，狼也开始在人类聚居的地方捡残羹剩饭吃。”范振鑫说，“狼发现这样捡垃圾吃比自己去猎捕食物要方便的多，久而久之，狼就慢慢失去天性，最终驯化成了狗。”

  研究狼与狗的关系有助于了解人自身研究狼和狗的关系有利于了解人类的早期历史。例如狼为什么会被驯化成狗？是怎么被驯化成狗的？这些都可以作为间接证据，来了解人类早期的一些生产活动。

  此外，目前专门有学者在研究人、狗、狼的“共进化”。特别是狗，因为狗跟我们生活在一起，很多时候都适应着同一种环境。

  “比如藏族人，他们体内的分子遗传机制发生适应性的变化，使得他们能够适应高海拔。同样的，藏獒也在高海拔上生活，它体内的机制也产生了一些变化。那么能不能找到两者机制之间的一些共性呢？”范振鑫说，“这种共进化对理解人类自身是很有帮助的。”

  另外，狗也被作为疾病模式动物来使用，因为狗会得一些与人相似的疾病，研究狗的发病机制可以辅助研究人类疾病。

  “虽然我们研究的是动物，但却处处与人类密切相关。”范振鑫在采访最后谈到。

大川图片来源/论文、网络文字/向令 编辑/向令