В программу прошедшей недавно в Новосибирске международной мультиконференции BGRS\SB-2018 вошел доклад профессора Юхи Кантанена (Финляндия), посвященный изучению генома северного оленя (оленей Rangifer tarandus).
Профессор рассказал о проделанной коллективом исследователей работе по секвенированию и анализу генома этого парнокопытного млекопитающего, играющего значительную роль в хозяйственной деятельности коренного населения ряда северных и субарктических регионов Евразии. В частности, им удалось получить эталонный геном и важные сведения об эволюционной и демографической истории оленей и таксономии.
Интерес к геномам животных, которых можно отнести как к домашним, так и полуодомашненным, сильно возрос в последние годы. Не так давно мы сообщали о результатах секвенирования генома лисицы, проведенного международным коллективом ученых на основе популяции доместицированных лисиц, выведенной в результате эксперимента академика Д.К. Беляева. Другой крупный проект был посвящен изучению генома пород крупного рогатого скота. Есть еще ряд масштабных исследовательских проектов в этой области. В чем значение этой работы, мы попросили рассказать ведущего сотрудника лаборатории молекулярной генетики и селекции сельскохозяйственных животных ФИЦ «ИЦиГ СО РАН», д.б.н. Олега Трапезова.
– Современное изучение любого биологического вида предусматривает изучение всего метаболического пути от гена до формирования внешнего признака. Расшифровка этого пути предусматривает более глубокое овладение формообразовательным процессом в проблеме создания пород домашних животных.
– Иначе говоря, изучив геном того или иного животного, можно целенаправленно влиять на процесс формообразования данного вида, создавать породы, образно говоря, под свои нужды?
– Конечно, ведь, чтобы эффективно управлять любым процессом, надо иметь ясное понимание того, как он протекает, какие факторы и как на него влияют, ведь селекция, по образному выражению выдающегося генетика Николая Ивановича Вавилова, – это эволюция по воле человека. У селекционера на создание той или иной породы животного, как правило, практически уходит вся жизнь. Можно ли ускорить процесс породообразования? На этот счет английский философ Френсис Бэкон сказал так: «Мы можем управлять природой, если подчинимся ее законам». Законы породообразования немыслимы без познания пути от гена до признака, а дверь в таинства этого пути только приоткрывается.
– С геномом крупного рогатого скота цели понятны, а как Вы думаете, чем был вызван интерес к северным оленям?
– Разведение полуодомашненных северных оленей представляет традиционное занятие аборигенного населения тундровых районов Евразии. Продукция оленеводства дает сырье для кожевенного производства, это поставщик мяса для диетического питания, хорошо известны лечебные свойства оленьего молока, панты оленей идут на экспорт. На сегодня северный олень – это очень перспективный вид для более широкого его введения в животноводческую культуру. Отсюда неудивительно, что за исследование его генома активно взялись ученые из Финляндии.
– Возвращаясь к общим принципам породообразования. Какую роль в изучении этого процесса играют результаты эксперимента, поставленного академиком Д.К. Беляевым?
– Крупнейший эволюционист ХХ века, создатель учения о темпах эволюционного процесса Джордж Симпсон, желая как можно нагляднее продемонстрировать неравномерность эволюционных преобразований, предложил в мысленном эксперименте сжать все время эволюции на Земле до одних суток. По предложенной им сжатой шкале времени, ранним вечером в 18 часов, поднимаясь от кишечнополостных докембрия, где-то в ордовике на нашей планете появились рыбы, затем через 2,5 часа в девоне-карбоне от них ответвились и приступили к освоению суши амфибии. Земноводные породили пресмыкающихся, а те за мезозойскую эру воплотились в огромное число форм, среди которых всегда вспоминают динозавров. Пребывание на Земле динозавров закончилось в конце мела, уступив в 23 часа планету более прогрессивным млекопитающим. Последние, в свою очередь, быстро совершенствуясь, породили приматов.
Наконец, около минуты до полуночи появились первые прямоходящие представители семейства Hominidae, в эволюции которых быстро промелькнули стадии: рамапитек, австралопитек, человек способный, человек прямоходящий (питекантроп, синантроп, гейдельбергский человек), неандерталец и, наконец, эту жуткую гонку завершил наш прямой предок – кроманьонец. А вся история цивилизованного человечества уже вмещается в последнюю четверть секунды.
Вместе с человеком это эволюционное соревнование завершили два миллиона других видов, около пятидесяти из которых стали домашними. Из многочисленных хищных ими оказались представители только двух семейств – собака и кошка, непарнокопытных тоже два – осел и лошадь. Парнокопытных и мозоленогих больше: корова, коза, овца, свинья, як, верблюд, лама, буйвол, олень. Из зайцеобразных – лишь кролик. Насекомых два – шелковичный червь и пчела. Два обитателя вод – карп и золотая рыбка. Более всего птиц, но также не так уж много: куры, утки, гуси, индюшки, цесарки, голуби, канарейки, японский перепел. Только что в новейшей истории началась доместикация пушных зверей: лисиц, песцов, енотовидных собак, норок, хорьков, соболей, нутрий, сурков, шиншилл. И это весь небольшой список за 15 тыс. лет истории доместикации диких видов.
В самые первые годы создания Новосибирского Академгородка генетик Д.К. Беляев развернул уже не умозрительный, а экспериментальный метод сжатия во времени 15-тысячелетней истории эволюции домашних животных, соизмерив ее с продолжительностью человеческой жизни, – опыт по отбору лисиц на их приручаемость.
Эффект небывалого эксперимента оказался поразительным. Доместицируемые лисы устремились по тому же пути, на который гораздо раньше них вступили предки нынешних собак. Но еще раньше этот путь проложил человек, вернее, наш обезьяноподобный предок, претерпевший через загадочные стрессы формообразовательные процессы в глубинах Южной и Восточной Африки 1-3 миллиона лет назад. Кто выживал в этих условиях, тот приобретал шансы через дарвиновский отбор стать претендентом на звание рода людского.
Наталья Тимакова
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии