Все домашние коровы произошли от нескольких прирученных туров
Одомашнивание крупного рогатого скота изменило облик человечества, а вместе с ним — и всей природы планеты. Люди начали приручать коров около 11,5 тысяч лет назад на территории Плодородного полумесяца. Оттуда система хозяйствования, основанная на разведении крупного рогатого скота (КРС), распространилась практически повсюду. С возможностью прочитать геномы древних коров и их прародителей — диких туров, — появляется шанс понять, как именно, когда и где, происходило одомашнивание КРС. Международная группа палеогенетиков собрала такого рода данные, обширные и по возрасту, и по географии, и на их основе реконструировала демографическую картину этого процесса. Согласно выводу авторов, КРС действительно изначально появился на территории Плодородного полумесяца, а начало ему дали всего несколько прирученных диких коров. Подобные немногочисленные события приручения, по-видимому, происходили независимо в Леванте и позже в долине Инда. По мере расселения из Леванта на север и восток и из долины Инда на запад и на юг одомашненные стада получали привнос генов от местных диких быков. Современный домашний скот до сих пор несет их генетическое наследие. Ученые заключают, что доместикация КРС происходила не постепенно, а в короткое время и в результате единичных событий приручения диких туров.
В журнале Nature опубликована интересная статья о происхождении крупного рогатого скота (КРС) от диких туров. Доместикация КРС давно дискутируется в науке, так как актуальность этой темы безусловна и очевидна: одомашнивание КРС коренным образом изменило человеческую цивилизацию. Появился новый тип хозяйства, новая экологическая ниша для человека, изменились его физиология и его демография. Человек выиграл во всем от использования нового сожителя, но и коровы, попав в зависимость от человека, тоже преуспели. Сейчас численность КРС составляет около 1,3 млрд особей, это второй самый массовый вид млекопитающих после человека. Без участия человека такого успеха они бы не достигли.
Из одних этих цифр понятно, что доместикация КРС изменила не только вовлеченные в доместикацию виды — человека и корову — но весь облик планеты. На прокорм такому количеству крупных травоядных нужны колоссальные площади пастбищ, их ареал контролируется в большой степени человеком, а не климатическими обстоятельствами, а хищники и конкуренты уже не влияют на их численность, скорее наоборот. Все это изменило облик природы.
Начался процесс доместикации, как хорошо известно из данных археологии, около 11,5 тысяч лет назад на территории Плодородного полумесяца, в Леванте и долине Нила. Прародителем крупного рогатого скота был тур (Bos primigenius). Его стада 650 тысяч лет назад населяли Евразию с запада до востока, а также северную Африку. Туры, по-видимому, произошли и начали свое расселение где-то в южной Азии. Они были приспособлены к лесным и луговым ландшафтам — примерно к таким же, что и люди. Не случайно люди прекрасно знали это животное, охотились на туров, изображали их на стенах пещер, вырезали фигурки туров на колоннах, а головы и черепа туров с рогами присутствовали в жилищах и в ритуальных пространствах.
Реконструируя историю доместикации КРС, ученые пользуются различными наборами данных — из археологии, этнографии, генетики. В последнее десятилетие стали использоваться и палеогенетические данные. По мере их накопления проясняются детали истории одомашнивания КРС. В этом смысле исследование, проведенное большой группой ученых под руководством Дэниэла Брэдли (Daniel Bradley) из Тринити-колледжа в Дублине при участии специалистов из нескольких российских университетов, весьма показательно. В этом исследовании были использованы археологические образцы туров и коров (всего 72 образца — 38 туров, 34 коровы) со всей Евразии — от Британских островов до озера Байкал и долины Инда. Образцы датированы в широком диапазоне от доледникового времени (47 тысяч лет назад) до исторического времени (3,8 тысячи лет назад). Ученые прочитали ядерные геномы и по ним выстроили схемы потоков генов между популяциями диких туров и от них к домашнему скоту. В результате получилась динамическая география и история диких туров и их одомашнивания.
В доледниковое время существовали три популяции туров: европейская, центральноазиатская (от территории Армении до Байкала) и отдельная индийская популяция. Индийские дикие туры отличались от трех остальных популяций наличием горба, для них сейчас выделяется отдельный вид (или подвид) Bos primigenius namadicus, от которого произошли подвиды или породы крупного рогатого скота с горбом, в частности, одомашненные зебу. Во время ледникового периода 26–18 тысяч лет назад численность первых трех популяций резко сократилась, связь между ними прервалась. Сокращение численности видно по присутствию и длине гомозиготных участков в геномах. Чем их больше и чем они длиннее, тем меньше была численность популяции. У европейской популяции туров того времени таких гомозиготных участков было сравнительно много. Зато в индийской популяции снижения численности во время ледникового максимума не прослеживается.
Туры в Центральной Азии не изменили свою генетическую идентичность в течение холодного периода: три образца до- и послеледникового времени похожи по своим характерным маркерам. Никаких примесей в послеледниковых образцах не выявляется, также и ареал этой популяции, по-видимому, не изменился. Зато европейские туры, пережившие суровые тысячелетия оледенения, напротив, начали расселяться на юг и на восток в Азию, но Альпы оказались для них неодолимой преградой, поэтому на юге европейской территории и в южной Азии формируется отдельная популяция, южноазиатская, со своими генетическими маркерами. Она представляет особый интерес, так как именно она дала прародителей безгорбого крупного рогатого скота сначала на территории Плодородного полумесяца, а затем распространила свою генетическую подпись на всю территорию Европы и Западной Азии.
Судя по геномам древних домашних коров, их родоначальники были весьма немногочисленны, всего несколько особей. Очевидно, что приручить такого крупного, сильного и агрессивного животного, как тур, совсем непросто. (Сам процесс приручения диких туров представляет отдельный — и не менее интересный — вопрос: как сделать из большого агрессивного тура послушную корову. Здесь мы этот вопрос не обсуждаем, но порекомендую статью Л. М. Баскин, Е. А. Чикурова, 2014. Поведение крупного рогатого скота.) Малочисленность основателей КРС видна, опять же, из анализа гомозиготности геномов древних домашних коров: число гомозиготных участков повышено по сравнению с синхронными турами. Согласуются с этим и данные по митохондриальной ДНК, которая передается по материнской линии. Изменчивость мтДНК указывает на единичных коров, которые были приручены около 11 тысяч лет назад, а затем их мтДНК начала потихоньку приобретать мутации. В долине Инда одомашнивание началось позже, чем в Леванте, — около 8 тысяч лет назад. Но и там прародительницами зебу стали считанные единицы, давшие начало огромным стадам и породам восточноазиатского КРС.
С момента приручения нескольких диких туров началось быстрое наращивание численности и расселение одомашненного скота: из Леванта и Анатолии на север и восток, а из долины Инда — на запад. По мере расселения к геномам домашнего скота примешивались гены диких туров. Их генетическое наследие обнаруживается во всех хромосомах, но в наименьшей степени — в X-хромосоме. Это означает, что вклад диких популяций зависел в основном от быков. Спариваясь с домашними коровами, они, оставляли потомству свои гены. В геномах древних одомашненных животных можно проследить наследие всех популяций диких туров — и европейских, и центральноазиатских, и индийских. По-видимому, на первых этапах одомашнивания прирученный скот скрещивался с локальными популяциями туров, отсюда пошло разнообразие исходно монотонных геномов-основателей КРС. Также видно, что в геномах древнего домашнего КРС много гомозиготных участков — но они короткие. Это означает, что потомство от близких родственников появлялось нечасто, потому что древние фермеры следили за подбором быков-производителей, не допуская близкородственного скрещивания. То же самое параллельно практиковали фермеры восточной Азии: там тоже при исходно небольших домашних популяциях нет признаков частого близкородственного скрещивания.
По этим генетическим особенностям ясно, что одомашнивание КРС было не постепенным процессом, в ходе которого человек мало-помалу приручал группы диких туров. Наоборот, домашний скот появился в результате нескольких, близких по времени событий приручения диких туров. От этих немногих прирученных животных берет начало новая система хозяйствования, новый образ жизни, новая цивилизация.
Источник: Conor Rossi, Mikkel-Holger S. Sinding, Victoria E. Mullin, Amelie Scheu, Jolijn A. M. Erven, Marta Pereira Verdugo, Kevin G. Daly, Marta Maria Ciucani, Valeria Mattiangeli, Matthew D. Teasdale, Deborah Diquelou, Aurélie Manin, Pernille Bangsgaard, Matthew Collins, Tom C. Lord, Viktor Zeibert, Roberto Zorzin, Michael Vinter, Zena Timmons, Andrew C. Kitchener, Martin Street, Ashleigh F. Haruda, Kristina Tabbada, Greger Larson, Laurent A. F. Frantz, Birgit Gehlen, Francesca Alhaique, Antonio Tagliacozzo, Mariagabriella Fornasiero, Luca Pandolfi, Nadezhda Karastoyanova, Lasse Sørensen, Kirill Kiryushin, Jonas Ekström, Maria Mostadius, Aurora Grandal-d’Anglade, Amalia Vidal-Gorosquieta, Norbert Benecke, Claus Kropp, Sergei P. Grushin, M. Thomas P. Gilbert, Ilja Merts, Viktor Merts, Alan K. Outram, Erika Rosengren, Pavel Kosintsev, Mikhail Sablin, Alexey A. Tishkin, Cheryl A. Makarewicz, Joachim Burger & Daniel G. Bradley. The genomic natural history of the aurochs // Nature. 2024. DOI: 10.1038/s41586-024-08112-6.
Елена Наймарк