Российский опыт исследований в сфере генетики поведения

// // Научно-популярные материалы //

Классик молекулярной генетики Джеймс Уотсон, участвовавший в открытии спирали ДНК, отметил, что если бы он начинал свои исследования сейчас, то занялся бы генетикой поведения. Эти исследования уже более полувека ведутся в Институте цитологии и генетики Сибирского отделения РАН. О том, чего удалось достичь, нам рассказал бывший директор ИЦиГ] советник РАН) академик Владимир Константинович Шумный.

 

Истоки этой работы заложены академиком Дмитрием Константиновичем Беляевым и доктором биологических наук Людмилой Николаевной Трут в конце 1950-х гг. Дмитрий Константинович ушел из жизни 28 лет назад, но до сих пор он на четвертом месте по цитированию после Грегора Иоанна Менделя, Николая Ивановича Вавилова и Феодосия Добжанского.

Примерно 12 тыс. лет назад человек начал переходить на оседлый образ жизни. На земле жило уже порядка 5 млн людей, и человек начал понемногу осваивать территории. Для этого ему нужно было научиться выращивать растения и воспроизводить животных. По сути, древние люди начали первый этап селекции, который длился тысячи поколений. Животные отбирались по очень простому принципу — идут они на контакт с человеком или нет. За это время было отобрано все, что мы сегодня имеем, все основные виды продовольствия — 150 видов растений и около 30 видов животных.

В чем была идея Дмитрия Константиновича Беляева? Он проанализировал весь стихийный процесс доместикации и решил воспроизвести его в течение жизни человека, т.е. 50 лет или 50 поколений животных. Для эксперимента была выбрана лиса, потому что она очень близка самому древнему из одомашненных животных — собаке. Ключом к отбору стало поведение животных.

У лис Беляев и Трут выделили три поведенческих типа: агрессивный, трусливый и домашний, идущий на контакт с человеком. Начиная с 1958 г. в экспериментальном хозяйстве СО РАН вели отбор именно этого типа лис.

Было открыто много механизмов и генов, отвечающих за поведение, проанализированы все процессы, которые с ним связаны. Таким образом родилась новая сфера науки — генетика поведения.

В итоге через 50 поколений в ИЦиГ вырастили практически домашних лис. По своему поведению они похожи на собак. В экспериментальном хозяйстве рождались лисята с висячими ушами, бульдожьим перекусом, укороченной мордой и закрученными хвостами. Тем не менее даже они — совсем не собаки, хотя уход за ними примерно одинаков. Одно из ответвлений глобального эксперимента по доместикации — выращивание лис, которые смогут жить рядом с человеком.

Лисы детям не игрушка

В природе дикие лисы живут два-три года, а в экспериментальном хозяйстве ИЦиГ — до десяти лет. Для максимально хорошего самочувствия лисы должны жить на улице — им необходимы сезонная смена температурного режима и свежий воздух, иначе может ухудшиться здоровье. В лаборатории лис кормят смесью из мяса, рыбы, крупы, субпродуктов и витаминов, — для человека выглядит малоаппетитно, но животным нравится.

Агрессивные лисы могут легко укусить человека. У них снижена реакция страха, и в отличие от трусливых лис они нападают первыми. Трусливые лисы, напротив, избегают контакта, до последнего будут стараться убежать или спрятаться, но если их вынудить — укусят. У них прежде всего выражена реакция страха, и они ведут себя так же, как в дикой природе. Домашние же лисы ведут себя очень похоже на собак — и даже хвосты у некоторых из них закручены, как у лаек.

В ожидании обеда лисы громко тявкают и стучат лапами по металлическим мискам, которые прикручены к клеткам. За человеком они следят, не мигая, виляют хвостами и цепляются лапами за прутья клетки — стараются всеми силами привлечь к себе внимание, которое им просто необходимо. Правда, так себя ведут только домашние лисы — агрессивные злобно тявкают и бросаются на клетку, стараясь укусить, а трусливые молчат и убегают подальше.

Погуляем, поиграем

Уже сейчас в России и других странах мира находятся желающие приобрести одомашненную лису. Поэтому домашних лисят воспитывают, приучают к поводку, прогулкам и т.д.

Самые маленькие лисята готовы носиться по вольеру, не обращая никакого внимания на человека, но, подрастая, начинают играть с людьми. Впрочем, ведут они себя неагрессивно, и управиться сними могут даже дети— когда лисенок на поводке, он напоминает пытливого и глуповатого щенка. Летом в экспериментальном хозяйстве с удовольствием занимаются дети из близлежащего поселка, и у каждого юнната есть свой любимый лисенок, а живущий в хозяйстве кот лис не любит и старается держаться от них подальше.

Я пытаюсь прикормить лисят взятыми с собой фруктами. Апельсин и яблоко они воспринимают скорее как мячики, хотя и пробуют их на зуб. Лисята охотно берут угощение с ладони, и их можно легко взять на руки и погладить. На руках непоседливые лисята тоже не сидят спокойно и норовят лизнуть лицо или спрятаться под рубашку — очаровательный символ успешного эксперимента по доместикации.

Важно для мира

Вначале идея доместикации была неоднозначно воспринята даже в нашей стране — 50 лет и 12 тыс. лет казались несопоставимыми величинами. Но когда оказалось, что такой эксперимент можно провести.

Стоит только спустить лисят с поводка, и они сразу же побегут резвиться в траве. Домашним лисам необходимо внимание человека — ради него они даже готовы встать на задние лапы провести при жизни одного человека, этим заинтересовались западные ученые — немцы, американцы, китайцы, японцы, для которых лиса— священное животное. Ученые ИЦиГ стали с ними сотрудничать, но приоритет остался за сибирской наукой.

— В мире аналогов нашей работе нет, — утверждает Владимир Константинович. — Она считается одним из самых крупных обобщений XX в. Это была первая работа, которая показала механизмы доместикации и их возможности. К нам в институт приезжали западные ученые и студенты, работали на нашей ферме. В самые трудные времена, в 1990-е гг., американцы даже предлагали мне продать ферму за хорошие деньги, но я отказался. Мы сохранили свое первенство и в дальнейшем будем продолжать эту работу.

По методу ученых ИЦиГ можно одомашнивать не только лис, но и других животных. Подобную работу уже провели с норками и начали с крысами, есть планы осуществить доместикацию соболя. Это особенно интересно, поскольку в наши дни исследования поведения перешли на совершенно новый уровень.

Задел на 100 лет вперед

Раньше ученые занимались достаточно простым генетическим анализом — отбором по определенным типам поведения, скрещиванием, фиксацией изменчивости, которая при этом появляется. Сегодня работа ведется на молекулярно-генетическом уровне — секвениро- вание геномов для животных разных типов поведения, поиск различий между этими геномами, выявление основных генов, отвечающих за поведение.

— Генетика поведения — это область, о которой мы очень мало знаем и пока даже не можем точно определить нормы и патологии поведения у человека, — отмечает Владимир Константинович Шумный. — Сначала все это нужно изучить на животных. На них можно промоделировать почти все человеческие патологии, в том числе эпилепсию и шизофрению, практически любую модель поведения человека. Может быть, через 100 лет мы создадим генетические механизмы, которые позволят убрать агрессию из поведения людей. Осталось дождаться результатов. 

Владимир Константинович Шумный — академик РАН, с 1986 по 2007 г. директор Института цитологии и генетики СО РАН, советник РАН. у/ В 1958 г. окончил Московский государственный университет. В 1974 г. получил степень доктора биологических наук, в 1982 г. — звание профессора. Член-корреспондент АН СССР с 1979 г., академик АН СССР с 1990 г. В период с 1958 по 1985 г. был поочередно старшим лаборантом, младшим научным сотрудником, заведующим лабораторией, заместителем директора по научной работе. С 1986 г. — директор Института цитологии и генетики СО АН СССР/РАН.

С 2008 г. — советник РАН. S Автор более 350 научных работ по проблемам генетики, в том числе четырех монографий и двух учебников. У Кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством» IV степени (1999). Кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством» III степени (2007).

У В 2007 г. награжден Золотой медалью РАН им. Н.И. Вавилова за серию работ «Изучение явлений гетерозиса, полиплоидии, хромосомной и генной инженерии у растений, а также создание ценных селекционных форм».

Павел Красин, журнал "В мире науки"