Ludzkość zdołała udomowić zaledwie kilkanaście gatunków dzikich zwierząt. Dlaczego tak niewiele? Zdaniem naukowców przyczyna leży w genach.

– Witaj! co słychać? – woła 76-letnia biolożka Ludmiła Trut, otwierając drzwiczki klatki z tabliczką „Mawrik”. Stoimy w przejściu między dwoma długimi rzędami identycznych klatek na fermie pod Nowosybirskiem, a powitalne słowa skierowane są nie do mnie, tylko do kosmatego mieszkańca klatki. Wprawdzie rosyjskiego nie znam, ale w głosie badaczki wyczuwam ton, jaki przybierają właściciele psów przemawiający do swoich pupili.

Mawrik, którego powitała Trut, ma rude futro z białym śliniaczkiem na piersi. On odgrywa swoją rolę prawidłowo: macha ogonem, przewraca się na grzbiet, a oczekując pieszczot, ziaje i popiskuje. W sąsiednich klatkach dziesiątki innych futrzaków robią to samo, skamląc i podskakując z podniecenia. – Widzi pan, wszystkie dopominają się o kontakt z człowiekiem – Trut przekrzykuje harmider. Dziś wyróżniony będzie Mawrik. Trut wyciąga go z klatki. Gdy biorę go na ręce, liże moje dłonie jak salonowy piesek.




Rzecz w tym, że Mawrik nie jest psem, tylko  lisem. Na tej fermie ukrytej wśród brzozowych zagajników za zardzewiałą żelazną bramą mieszka jedyna na świecie populacja udomowionych lisów srebrnych (większość z nich ma rzeczywiście futro srebrne lub ciemnoszare; Mawrik należy do rzadziej spotykanych – wśród lisów hodowlanych – o rudej sierści). „Udomowione” to nie znaczy w tym przypadku schwytane i oswojone albo też wychowane od małego przez ludzi i przyuczone (za pomocą przekupywania pożywieniem) do znoszenia głaskania. „Udomowione” to znaczy hodowane pod kątem przekształcenia w zwierzę domowe, równie obłaskawione jak Mruczek czy Burek. Anna Kukekova z Uniwersytetu Cornella, która zajmuje się badaniami lisów, mówi: – Przypominają mi golden retrievery, które nie dzielą ludzi na dobrych i złych, znajomych i nieznajomych. Te lisy traktują każdego człowieka jak towarzysza, a to ich zachowanie jest wytworem niezwykłego eksperymentu.


Zaczęło się ponad pół wieku temu, gdy Trut  była doktorantką. Naukowcy z Instytutu Cytologii i Genetyki pod kierunkiem Dymitra Bielajewa wybrali 130 lisów z ferm zwierząt futerkowych i założyli hodowlę, chcąc odtworzyć drogę   ewolucyjną od wilków do psów, czyli przekształcenia, które miało początek ponad 15 tys. lat temu.

U lisich szczeniąt w każdym kolejnym pokoleniu Bielajew i jego współpracownicy sprawdzali reakcje na obecność człowieka i do dalszego chowu wybierali te najbardziej chętne do kontaktu. Rezultaty osiągnięte do połowy lat 60. XX w.   przeszły najśmielsze oczekiwania. Pojawiły się lisy takie jak Mawrik, które nie dość, że nie bały się ludzi, to jeszcze aktywnie poszukiwały ich towarzystwa. Zespół Bielajewa objął analogicznymi doświadczeniami także szczury i norki.   – Jednym z największych osiągnięć Bielajewa było pokazanie, jakie może być tempo tych zmian. Fakt, że zwierzęta tak szybko stały się przyjaźnie nastawione do ludzi... to coś niesamowitego – zdumiewa się Gordon Lark z Uniwersytetu Utah zajmujący się genetyką psów.


Bielajewowi w jakiś przedziwny sposób udało  się zmieścić liczący tysiące lat proces udomowienia w zaledwie parę dekad. Chodziło mu nie tylko o to, by udowodnić, że można uzyskać obłaskawione lisy. Miał przeczucie, że da się je wykorzystać do rozwikłania molekularnych zagadek domestykacji. Wiadomo, że zwierzęta udomowione z różnych gatunków mają zestaw wspólnych cech. Pisał o tym już Darwin w Zmienności zwierząt i roślin w stanie kultury. Są zwykle mniejsze od dzikich przodków, mają oklapnięte uszy i zakręcone ogony. Dzięki temu mają młodzieńczy wygląd i wydają się nam sympatyczne. Często charakteryzuje je łaciata sierść („srokata”, mówiąc ściślej, z fragmentami odbarwionymi   – białymi), podczas gdy przodkowie mają ubarwienie jednolite. Te i inne cechy, określane jako „fenotyp udomowienia”, występują u zadziwiająco dużej liczby gatunków: od psów, świń i krów po kury, a nawet ryby.




Bielajew chciał sprawdzić, czy w miarę udomawiania lisów ujawnią się u nich przejawy „fenotypu udomowienia”. Przeczucie go nie myliło. Dobór lisów do hodowli tylko na podstawie jednej cechy behawioralnej – przyjaznego nastawienia do ludzi – wpływał też na ich powierzchowność fizyczną. Po ledwie dziewięciu pokoleniach zaczęto rejestrować lisy o klapniętych uszach. Na futrze pojawiły się białe łaty. Równocześnie lisy „nauczyły się” skomleć i machać ogonami w reakcji na obecność człowieka. Czegoś podobnego u ich dzikich kuzynów nigdy nie obserwowano.

Zapanowanie nad „wszelkim zwierzem” oraz  „wszelką rośliną” to bez wątpienia największe wydarzenia w historii ludzkości. Wraz z rozwojem rolnictwa umiejętność udomowienia i cho- wu zwierząt zmieniły jadłospis człowieka i utorowały mu drogę do osiadłego trybu życia oraz rozkwitu miast-państw. Bliski kontakt ze zwierzętami sprzyjał też chorobom zakaźnym, których wpływ na społeczeństwa był olbrzymi.


Mimo to mechanizmy procesu, który do tego  doprowadził, pozostawały nierozpoznane. Owszem, szczątki kostne zwierząt oraz rysunki naskalne rzucały pewne światło na to, kiedy i gdzie każdy gatunek rozpoczął życie u boku człowieka. Wciąż pozostawała jednak do rozwikłania zagadka, w jaki sposób się to stało. Czy to kilka ciekawskich dzików podkradło się bliżej grup ludzkich, żywiąc się odpadkami, by się potem każdym pokoleniem stawać w coraz większym stopniu składnikiem naszych jadłospisów? Czy dziki kur bankiwa, przodek kury domowej, był chwytany przez ludzi jako dzikie stworzenie, czy też ptaki same zaczęły się do ludzi zbliżać? Dlaczego spośród 148 gatunków dużych ssaków żyjących na ziemi udomowiono zaledwie 15? Dlaczego konie udało się udomowić tysiące lat temu, a z ich bliskimi krewnymi, zebrami, ta sztuka się nie udała do dziś, mimo wielu prób?


Prawdę mówiąc, nawet z precyzyjną definicją  udomowienia naukowcy mają kłopot. Wszyscy wiemy, że osobniki różnych dzikich gatunków można wytresować do życia w kontakcie z człowiekiem. Tygrysek karmiony od małego z butelki może, dzięki zjawisku „imprintingu” traktować swoich opiekunów jak rodzinę. Ale potomstwo tego tygrysa od urodzenia będzie równie dzikie jak jego przodkowie. Udomowienie jest czymś innym, nie jest cechą wyuczoną przez osobnika, lecz wrodzoną wszystkim przedstawicielom populacji przez pokolenia życia w bliskości z człowiekiem. Wiele, jeśli nie większość, „dzikich” instynktów takiego zwierzęcia zanikło. A zatem udomowienie to głównie sprawa genów.


Mimo to granice między udomowionym  a dzikim często okazują się płynne. Coraz więcej jest dowodów na to, że zwierzęta same miały duży wpływ na swoje udomowienie, przyzwyczajając się do człowieka, nim ludzie zaczęli odgrywać ważniejszą rolę w tym procesie. – Według mojej hipotezy w przypadku większości zwierząt udomowionych najwcześniej, takich jak psy (które były pierwsze), świnie, owce i kozy, zachodził długi proces mimowolnego, nieświadomego oddziaływania ze strony człowieka, zaś słowo „udomowienie” sugeruje jakiś świadomy, odgórny proces – mówi Greger Larson z Uniwersytetu Durham w Wielkiej Brytanii. – Ale w rzeczywistości odbywało się to w sposób znacznie bardziej złożony, a przez to ciekawszy.

Eksperyment na lisiej fermie, który ujawnił  tę złożoność, jest niezwykły także ze względu na kontekst historyczny. W XX w., w czasach rządów Józefa Stalina w ZSRR, rangę najwyższego autorytetu w dziedzinie biologii uzyskał niejaki Trofim Łysenko. Ten agronom doprowadził do uznania genetyki mendlowskiej za „reakcyjną” pseudonaukę, czego efektem był zakaz jej uprawiania. Dymitr Bielajew i jego brat Nikołaj, też biolog, nie podporządkowali się jednak zakazowi i nadal prowadzili badania oparte na prawach dziedziczności Mendla. Gdy sprawa wyszła na jaw, Bielajew stracił stanowisko dyrektora wydziału hodowli zwierząt futerkowych. Mikołaja zesłano do obozu pracy, gdzie zmarł.


Bielajew pozostał, choć teraz skrycie, zwolennikiem genetyki naukowej. Zajmował się nią pod płaszczykiem badań nad fizjologią. Szczególnie pochłaniało go pytanie, jak to możliwe, że z wilczych przodków powstała tak niewiarygodna rozmaitość psich ras. Wiedział, że odpowiedź musi się kryć na poziomie molekularnym. Ale w  latach 50. XX w. nawet poza granicami Związku Radzieckiego sekwencjonowanie genomu zwierzęcego, jedyna droga do zrozumienia, jak geny zmieniały się w dziejach, było poza zasięgiem możliwości technicznych. Bielajew postanowił zatem sam odtworzyć dzieje. Lis (w odmianie srebrnej), członek rodziny psowatych i bliski kuzyn psa, nie został nigdy udomowiony i wydawał się doskonałym obiektem badań. Pierwszym zadaniem naukowym doktorantki Ludmiły Trut było objeżdżanie w 1958 r.   sowieckich ferm srebrnych lisów i wybieranie najspokojniejszych zwierząt do doświadczalnej populacji Bielajewa. Zakaz badań genetycznych zelżał po śmierci Stalina w 1953 r. i Bielajew mógł założyć na Syberii ośrodek hodowlany w ramach nowo powstałego Instytutu Cytologii i Genetyki. Był jednak ostrożny i na wszelki wypadek określał swoje badania jako fizjologiczne. Trut wspomina, że gdy sekretarz generalny partii komunistycznej Nikita Chruszczow przybył do instytutu na inspekcję, słyszano, jak mówił: „To co, ci genetycy jeszcze działają? Nie wykończono wszystkich?”. Pod ochroną ustawionego politycznie szefa instytutu, w cieplejszej atmosferze pozytywnych artykułów na temat genetyki pisanych przez córkę Chruszczowa, dziennikarkę, eksperyment z lisami mógł się rozpocząć.




Nie wszystkie lisy z fermy w Nowosybirsku są tak przyjacielskie jak Mawrik. Po drugiej stronie alejki, naprzeciw wiaty z klatkami Mawrika i jego potulnych kolegów, stoi identyczna wiata z klatkami, a w każdej – „agresywny lis” Chcąc badać biologię uległości, naukowcy musieli stworzyć grupę zdecydowanie nieobłaskawionych zwierząt. W ramach lustrzanego eksperymentu wybierali więc lisie szczenięta o najbardziej wrogim nastawieniu do ludzi. Tak pojawiły się przeciwieństwa łaszącego się Mawrika, istoty rodem z horroru: prychające, szczerzące zęby, kłapiące na widok każdego człowieka.




– Zwracam pana uwagę na tę samicę – mówi  Trut, pokazując warczącą bestię. – Jest córką agresywnej matki, ale wykarmiła ją lisica łagodna. – Ta podmiana pokazała coś ważnego: sposób reagowania lisów na człowieka jest wrodzony, nie wytwarza się w reakcji na warunki życia. – Widać, że to geny się zmieniają – mówi badaczka.


Natomiast dokładne określenie zestawu genów związanych z łagodnością okazuje się niełatwe. Trzeba by znaleźć geny odpowiedzialne za powstawanie zachowań przyjacielskich i agresywnych. Takie cechy behawioralne są jednak cechami zbiorczymi, amalgamatem cech prostszych: lękliwości, śmiałości, bierności, ciekawości, które trzeba rozdzielić, zmierzyć i prześledzić   ich związki z pojedynczymi genami lub grupami genów działających zespołowo. Gdy takie geny zostaną zidentyfikowane, naukowcy będą mogli zbadać, czy geny wpływające na zachowanie odpowiadają też za klapnięte uszy i łaciate umaszczenie, a także inne cechy charakterystyczne dla zwierząt domowych. Jedna z hipotez naukowców z Nowosybirska zakłada, że geny wpływające na zachowanie zwierząt czynią tak za pośrednictwem wywoływania zmian w związkach chemicznych działających w mózgu. Zmiany w stężeniach tych neuroprzekaźników pociągają za sobą zmiany w wyglądzie zwierząt.


Na razie jednak Anna Kukekova, amerykańska badaczka rosyjskiego pochodzenia związana z nowosybirskim programem, skupia się na pierwszym etapie: poszukiwaniu związków między potulnym zachowaniem a genami. Co roku pod koniec lata dokonuje oceny świeżo urodzonych lisich szczeniąt. Każda interakcja badacza ze szczenięciem jest filmowana i standaryzowana: otwieranie klatki, sięganie dłonią do środka, dotykanie liska. Później Kukekova przegląda filmy i za pomocą różnych wyskalowanych miar określa postawę lisa, wydawane dźwięki i inne przejawy zachowania. Te dane porównywane są z rodowodami pozwalającymi prześledzić pochodzenie szczeniąt i udział wśród ich przodków zwierząt łagodnych czy agresywnych.  


Amerykańsko-rosyjska ekipa badawcza izoluje następnie DNA z próbek krwi każdego badanego lisa i szuka różnic w genomach tych, które określono jako agresywne lub łagodne na podstawie miar behawioralnych. W artykule, który ukaże się na łamach Behavior Genetics, ekipa donosi o znalezieniu dwóch obszarów wykazujących różnice między dwoma typami zachowania, a zatem mogące być miejscem, gdzie znajdują się geny udomowienia. Coraz wyraźniej widać, że za udomowienie nie odpowiada jeden gen, lecz cały zestaw zmian genetycznych. Udomowienie – brzmi wniosek końcowy artykułu – to fenotyp bardzo złożony.

Tak się składa, że ponad 4,5 tys. kilometrów  na zachód od Nowosybirska, w Lipsku, grupa uczonych z innej ekipy badawczej znalazła się w tym samym punkcie poszukiwań genów udomowienia. Frank Albert z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka otrzymał w 2004 r. dwie drewniane skrzynki, w których  znajdowało się 30 osobników pochodzących z hodowli Bielajewa (15 z rodów łagodnych, 15 agresywnych). – Udało się nam znaleźć obszary genomu wpływające na łagodność i agresywność – mówi Albert. – Ale nie wiemy, które geny wywołują te sygnały. Jesteśmy na etapie ograniczania liczby „podejrzanych” genów – mówi. Czyli tak samo jak ekipa Kukekovej.


Gdy którejś z tych ekip uda się pokazać konkretnie genetyczne szlaki związane z procesami udomowienia, będzie można rozpocząć poszukiwania analogicznych genów u gatunków od dawna udomowionych. – Najlepiej byłoby, gdyby udało się określić konkretne geny związane z zachowaniami łagodnymi i agresywnymi. Ale nawet jeśli je znajdziemy, nie będziemy wiedzieli, czy to są właśnie geny udomowienia, póki nie porównamy tego z innymi zwierzętami – mówi Kukekova.


Do rozwikłania zagadki udomowienia lisy  Bielajewa nie wystarczą, twierdzi Leif Andersson z Uniwersytetu Uppsali, genetyk zwierząt gospodarskich. Jego zdaniem związek między łagodnością zwierzęcia a fenotypem udomowienia jest mniej bezpośredni, niż wynika z badań nad lisami. – Jeśli prowadzi się selekcję pod kątem jednej cechy, a widzi zmiany innych cech, to wcale nie oznacza, że istnieje między tymi zmianami związek przyczynowo-skutkowy – wyjaśnia.

Chcąc zrozumieć, na czym polega różnica  między poglądami Anderssona i naukowców z Nowosybirska, należy sobie wyobrazić przebieg dziejów udomowienia. Według obu tych hipotez zwierzęta, które mogły zostać udomowione, musiały mieć predyspozycje do kontaktu   z ludźmi. Jakaś mutacja (lub zbiór mutacji) spowodowała, że zwierzęta mniej się bały człowieka i miały chęć przebywać w pobliżu jego siedzib.   Może żywiły się resztkami lub korzystały z zapewnianej mimowolnie przez człowieka ochrony przed drapieżnikami. W pewnym momencie ludzie zrozumieli, że mogą z tych zwierzęcych sąsiadów korzystać, i zaczęli wspomagać proces: wyszukiwali zwierzęta najbardziej potulne i rozmnażali je. – W początkach procesu udomowienia działał tylko dobór naturalny – mówi Trut. – Potem zastąpiła go selekcja sztuczna.




Różnice między hipotezami Bielajewa i Trut  a hipotezą Anderssona dotyczą dalszych etapów udomowienia. Zdaniem uczonych z Nowosybirska najpierw naturalna, potem sztuczna selekcja zwierząt najmniej płochliwych przyniosła zmiany innych cech tworzących fenotyp udomowienia (jak zakręcone ogony i mniejsze rozmiary) niejako przy okazji. Natomiast Andersson uwa-ża, że rola człowieka była tu bardziej aktywna. Owszem, niepłochliwość i ciekawskość zwierząt leżały u podstaw procesu, ale odkąd zwierzęta znalazły się pod kontrolą człowieka, miały też ochronę przed drapieżnikami. Losowe mutacje cech fizycznych – np. białe łaty na ciemnej sierści – w stanie dzikim były szybko eliminowane, a w warunkach „chronionych” mogły się utrzymywać. Mało tego, częstość występowania tych cech rosła, bo ludziom się podobały.


W 2009 r. Andersson znalazł argumenty na  poparcie swojej hipotezy na podstawie porównania mutacji genów umaszczenia u kilkunastu odmian dzikich i udomowionych świń. Jak doniósł, dane „wykazują, że dawni rolnicy celowo wybierali do hodowli świnie o nowym ubarwieniu. Mogło to wynikać z upodobania do nietypowości albo selekcji pod kątem lepszej widoczności zwierząt (słabszego kamuflażu)”.

W ramach poszukiwań genów udomowienia  Andersson objął badaniami udomowione zwierzę, którego populacja jest najliczniejsza na ziemi: kurę. Jej przodek, kur bankiwa, żył dziko w dżunglach Azji, a ludzie zaczęli go hodować jakieś 8 tys. lat temu. W ubiegłym roku zespół Anderssona porównał pełne genomy kur domowych z genomami trzymanych w ogrodach zoologicznych populacji kura bankiwa. Badacze znaleźli mutację w genie oznaczonym TSHR, która występuje wyłącznie u kur domowych. Można wyciągnąć z tego wniosek, że TSHR odgrywał jakąś rolę w udomowieniu. Obecnie ekipa Anderssona pracuje nad ustaleniem, czym dokładnie zarządza mutacja TSHR. Andersson zakłada, że może ona odgrywać rolę w kierowaniu cyklem rozrodczym ptaków, dzięki czemu kury wchodzą weń częściej niż dzikie ptaki – była to cecha, którą z pewnością dawni rolnicy chcieli wzmocnić. Podobna różnica występuje między wilkiem (który rozmnaża się raz do roku, w ściśle określonej porze) i psem (może się rozmnażać kilka razy w roku).


Jeśli hipoteza Anderssona okaże się słuszna,  można będzie wyciągnąć z niej ciekawe wnioski dotyczące naszego gatunku. Richard Wrangham z Uniwersytetu Harvarda spekuluje, że także my, ludzie, przeszliśmy przez proces „udomowienia”, który wywołał zmiany w naszej biologii. – Pytanie, czym się różni świnia domowa od dzika albo kura od dzikiego kura bankiwa – mówi mi Andersson – w gruncie rzeczy jest zbliżona do pytania, czym różni się człowiek od szympansa.

Zdobycie wiedzy na temat genetycznych  aspektów udomowienia u kur, psów czy świń może nam wyjaśnić bardzo wiele, jeśli chodzi o zrozumienie źródeł naszych własnych zachowań społecznych. – Ekspresja ponad 14 tys. genów ma związek z mózgiem, a rozumiemy działanie tylko nielicznych – mówi Kukekova. Wytropienie, które wiążą się z zachowaniami społecznymi, to niełatwa sprawa. Rzecz jasna, nie da się prowadzić eksperymentów hodowlanych na ludziach, a badania mające na celu wykrywanie wrodzonych różnic w zachowaniach między poszczególnymi ludźmi czy populacjami stwarzają wiele problemów.


Katalog unikatowych zachowań psów i wilków jest dziełem Briana Hare’a. Młody badacz z Uniwersytetu Duke’a wykazał w nim, jak ewoluowały psy, „ucząc się” po drodze odczytywania takich komunikatów wysyłanych przez ludzi, jak wskazywanie palcem czy spojrzeniem. Gdy wykonał podobne doświadczenia na lisich szczeniętach z Nowosybirska, odkrył, że radzą sobie równie dobrze jak psiaki. Wyniki jego badań wskazują, że selekcja na brak strachu i agresji – czyli, jak to nazywa Hare, na „reaktywność emocjonalną” – doprowadziła do powstania lisów, które mają „psie” zdolności rozumienia sygnałów społecznych wysyłanych przez ludzi.


– Nie prowadzono tam selekcji na mądre lisy,  a tylko na miłe lisy – mówi Hare. – Ale uzyskano lisy inteligentne. Badania te rzucają światło na początki ludzkich zachowań społecznych. Czy jesteśmy udomowieni w takim sensie jak psy? Nie. Ale z pełnym przekonaniem mogę powiedzieć, że pierwszą rzeczą, która musiała się stać, żeby nasz małpopodobny przodek stał się człowiekiem, był wyraźny wzrost tolerancji w stosunku do innych osobników. Musiała zajść zmiana w systemie społecznym.