科学

狼。狗。有什么不同?

一对科学家对犬类的进化进行了深入的DNA研究。

通过本杰明Tepler2018年10月17日刊登于2018年11月的问题波特兰每月

年代现在的白色皮毛环绕在她的头部和颈部,就像一件中世纪的加冕斗篷,衬托着赭石色、橄榄形的眼睛和巨大的、向上翘起的、粉衬的、玉兰花花瓣般的耳朵。她的胳膊和腿肌肉发达,柔韧,就像环法自行车赛选手的体格。

露娜是一位罕见的野性美女。有一段时间,我(和之前几代浪漫的狗主人一样)怀疑她是否有“部分狼血统”,从父母、曾祖父母、远祖那里遗传了嚎叫的DNA。令十几位不同哲学的训练员懊恼的是,她从出生起就害怕陌生的人类,并以可怕的攻击性做出反应。她的狗对狗的“游戏行为”看起来像狗的柔术,她用嘴绕着其他狗的脖子,把它们按在地上。在散步时,她像巴尔托一样拉着狗,而不是一条在项圈下礼貌地训练了好几年的狗。

我知道卢娜不是狼。她是一只奇特的近亲繁殖的瑞士牧羊犬,有严重的行为问题(和一颗金子般的心)。但我仍然想知道:是什么让她与邻居那只友好的哈巴狗如此不同,哈巴狗用它螺旋形的尾巴到处跑;和那些躺在啤酒厂露台上的寻回犬相比,你觉得不适应吗?更重要的是,卢娜怎么能看起来——甚至在我这个最了解她的人看来——如此像一个在西伯利亚荒野中潜行的羽扇豆女猎人,却仍然是一只狗?尽管她有各种古怪的举动,但晚上她仍然蜷缩在我的脚边,如果没有富含益生菌和野牛的狗粮,她就活不下去。

那么,关于永恒的谜题:狼和狗的区别是什么?我们是如何从一种变成另一种的?卢娜提出了这个问题的一个版本;你那爱叫的北京哈巴狗、拿破仑复杂的敏针,或者马戏团表演的比熊frise都可能是另一种。无论是喧闹的还是平静的,很难想象漫游的群体捕食者是如何变成所有这些东西的。

月神

Monique Udell认为她知道答案,或者至少知道其中的关键部分,这可能不仅有助于解释狼是如何变成狗的,而且有助于解释为什么有些狗(Luna!)看起来比其他狗更像狼。尤德尔是俄勒冈州立大学动物和牧场科学的助理教授,是犬类认知和行为方面的专家。2013年,她创立了俄勒冈州立大学的人与动物互动实验室,在那里她试图跨越动物王国的许多语言障碍。(猫可以被训练成用皮带走路吗?是的。蝙蝠能跟随方向吗?答案会让你大吃一惊。)

狗和狼的问题自然困扰着她。尤德尔说:“对于野狗,有太多复杂的感觉。”“我们观察狗,它们之间的关系非常密切。他们在世界各地蓬勃发展,人与人之间有着紧密的联系。在一些地方,他们住在街上捡垃圾。在另一些国家,它们就在我们家里——我们用生命来信任它们。”2017年7月,尤德尔与几位合作者在杂志上发表了一篇关于这一主题的开创性论文科学的进步

从本质上讲,这篇论文认为家养狗就是狼...患有发育障碍。

U34岁的戴尔已经获得了其他研究人员可能梦寐以求的那种媒体认可。2007年,当她在佛罗里达大学读研究生时,她的导师收到了一封来自著名犬类生物学家雷蒙德·科平格(Raymond Coppinger)的电子邮件。去年去世的科平格与印第安纳州的“战场狼公园”有关,在那里,人们将几周大的狼抚养到成年,这是世界上唯一的狼社交项目之一。该公园成立于1972年,是一个研究羽扇狼行为和交流的实验室,花了几十年时间开发出一种独特的生活方式,使人类能够安全地与野生的、隐居的猎人互动。

尤德尔早期的研究是考察狗跟随人类手势的能力,这引起了科平格的注意。经过在狼公园多年的观察,他怀疑被人类社会化的狼甚至可以比狗更好地理解这些人类的动作,这与主流的犬类进化理论相反:狗可以像人类孩子一样理解指向、凝视和回头等动作,而狼则被认为不能。

尤德尔参观了110英亩的公园,这是一个长满青草、池塘密布的中西部栖息地,周围有10英尺高的围栏,永远挤满了游客和小学生。2008年,在杂志上动物行为,她发表了第一批论证社会化和生活经验(而非基因)具有天赋的研究之一犬属后裔它在人类周围独特的任务跟踪能力。

2010年,尤德尔在狼公园养了她的第一窝宝宝。与狼社交是一项全职工作:想象一下,一群典型的不守规矩的小狗以极快的速度移动。幼崽出生在10 - 14天大,大多来自动物园或保护区。在最初的六个星期里,尤德尔完全成为了女训导:三个小时的奶瓶喂养、擦屁股和溺爱,然后是三个小时的睡眠——重复。到八周的时候,狗狗的幼仔仍然摇摇晃晃、无助,正向人类的家走去,狼崽可以完全在外面生活,并转向食肉。很快,她开始训练她的宝宝坐着、呆着、牵着皮带走路和开车。她解释说:“八、九周后,你必须能够在不被围攻的情况下喂饱它们。”否则会有危险。

青春期的狼是你所期望的一切。在YouTube上搜索“狼公园”的游戏宝座遐想:一群100磅重的狼对着月亮嚎叫,用鼻子嗅着摄影师。尤德尔花了几个月的时间2010年和第二胎在一起,2012年和第二胎在一起。

“很难离开,”她承认。“但在我的工作中,我不断地与不属于我的动物建立关系。它们永远不会成为我的宠物。你不得不面对一个事实,那就是你再也见不到他们中的一些人了。”

Monique Udell (left) in 2012, with her second litter at Wolf Park in Battle Ground, Indiana; Bridgett vonHoldt sits with her own Old English sheepdog, Marla, on a lawn at Princeton in New Jersey

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2012年,Monique Udell(左)在印第安纳州战场的狼公园带着她的第二胎;Bridgett vonHoldt和她自己的古英格兰牧羊犬Marla坐在新泽西州普林斯顿的草坪上

W当她不在俄勒冈教书的时候尤德尔是州立大学的学生,她在实验室里花了很多时间观察狗狗。通常情况下,这看起来就像一只短粗的腊肠狗在空荡荡的教室里摇摇摆摆地绕着一个装有夏日香肠的密闭特百惠容器走。只要拖着绳子就能拿到夏日香肠,但腊肠狗却无法解开这个谜题。它正忙着盯着门,等着一个人进来。当有人进来时,游戏就结束了:狗兴高采烈地摇着尾巴。尤德尔利用志愿者宠物狗和威斯科姆大厅的一个小实验室,收集了从依恋类型、社会发展到问题解决等方方面面的数据。

她的主要观点是什么?狗在看似简单的测试中失败,是因为它们太专注于人类而无法思考。

2014年,尤德尔在普林斯顿的一次会议上遇到了布里奇特·冯霍尔特。VonHoldt花了14年时间研究犬类进化遗传学。2010年,她发表了第一批将狗和狼的基因组进行比较的论文之一。vonHoldt解释说:“最显著的差异是一个未知位置的未标注、未表征的基因。”“第二个最重要的差异是一种名为‘威廉姆斯-伯伦染色体17号区域’的基因突变。”

一段时间以来,尤德尔一直想知道狗和狼的区别与人类所谓的威廉姆斯-伯伦之间的联系并发症状这是一种遗传疾病的集合体。在人类中,基因缺失会影响到多个系统和器官,通常会导致精灵般的外表,鼻子结构的改变,以及更高的心脏缺陷风险。在行为上,患有这种综合症的人往往友好和社交到令人望而却步的程度,以至于当另一个人在房间里时执行任务是一种挑战。“陌生人危险”是不存在的;每个人都是好朋友。与没有这种综合征的儿童相比,受wb影响的人有较长的发育迟缓。

显然,你不能把人等同于狗。但尤德尔想知道,她在实验室里看到的狗对人的迷恋是否可能是WB的一种表现。

对于vonHoldt来说,她在犬类WB区的基因改变的发现是一个突破。她说:“我们正在研究极少数能导致这种表型的突变。”她指的是遗传特征的外在、可观察到的影响。“这对遗传学家来说就像一座金矿。我问自己,染色体上被改变、被戳、被打乱的这一小段会不会成为培育一只家养狗的基础?好像只是需要有人去看看。”

喝着咖啡,两位科学家想出了一个计划。尤德尔在她的科瓦利斯实验室对18只家狗和印第安纳州狼公园的10只狼进行了社交性和解决问题的测试。接下来,她从每个实验对象身上取了血样用冰块将它们运到新泽西州的冯霍特,由他对基因组进行测序。

与其他作者一起,他们发表了最早的研究之一使用行为观察和基因组学方法定位“驯化”使狗的行为不同于狼的基因。有些结果像拼图一样排列整齐。18只狗中只有两只成功地解决了一个简单的谜题,表面上是因为它们对人类的痴迷。10只狼中有8只成功完成了同样的任务。在中位数中,社会化的狼只花35%的时间接近人类;狗,65%。

但结果远不是一成不变的:科学家们并没有发现所有的狗都有这些基因突变,而所有的狼都没有,而是发现了一个谱系。

有些狼确实有这些突变;有些狗狗有较低的程度,而另一些狗狗则有很多。冯霍尔特说:“这就好像我们把一只友好的狼放大了10倍。”“那是一只狗。然后我们把它放大一些,把一只普通的狗变成拉布拉多寻回犬,或者金毛犬。”

研究人员进一步预测,某些类型的狗应该比其他类型的狗表现出更多的WB突变。他们收集了217只家狗和78只野狗的基因数据,并将它们与美国养犬俱乐部的基本行为特征进行了比较(例如,金毛狗很友好,哈士奇很冷漠)。结果粗略地显示,“寻求关注”的狗品种确实像预测的那样有更多的突变。

总而言之,这项研究假设,单靠WB突变并不能将狼和狗完全区分开来。由此产生的温和或严重的影响可能会使一些友好的狼对人类不那么冷漠。总的来说,这可能使狗比野生的同类更善于交际。而且,也许是WB突变的程度让德国牧羊犬不像黑色拉布拉多犬那样喜欢派对。

这项研究被全国各地的许多科学出版物所放大,史密森学会国家地理,提供了迄今为止最有说服力的犬类驯化理论之一。也许,我们的史前祖先不是在14000年前抓住一只野生狼崽,然后花了几千年时间把它的后代变成安全、温顺的同伴,而是从威廉姆斯·伯伦突变中得到了一点帮助。

冯霍尔特说:“没有理由去重新发明轮子。“如果你有一只狼在你的社区附近徘徊,吃残羹剩饭,它已经能容忍人类了。如果你能控制它,你就能放大这种效果。就像格雷戈尔·孟德尔和他的豌豆一样。”

T他是科学,有细微差别和警告。特别是,该领域的其他著名研究人员并不完全相信Udell和vonHoldt依赖美国养犬俱乐部(本质上是一个庞大的狗爱好者协会)的信息,而不是特定狗的行为信息。尽管如此,其他研究人员倾向于认为乌德尔和冯霍尔特的工作是一个潜在的有趣的进步。

伊利诺伊大学(University of Illinois)遗传学和社会行为学助理教授安娜·库科娃(Anna Kukekova)正在研究狐狸驯化背后的遗传机制。

“那是一篇重要的论文,”库科娃说。“这是真的这表明这些基因区域确实区分了狗和狼。那里肯定发生了什么事。”

Kukekova的实验室不只是研究任何它研究的是俄罗斯新西伯利亚著名的银狐,1959年,一位名叫德米特里·别利亚耶夫的遗传学家在那里开始了历史上最重要的进化和驯化研究之一。别利亚耶夫与斯大林政权发生了冲突,斯大林政权以斯大林主义的理由迫害遗传学家。(几十年来,苏联官方理论认为,是生活经历而不是基因代代相传。健美运动员的孩子一出生就会被束缚,等等。)他没有气馁,接管了细胞学和遗传学研究所,一遍又一遍地饲养银狐(饲养银狐是为了做毛皮),以观察身体和行为的发展——本质上是一种加速的、人为操纵的自然选择。Belyaev和他的同事Lyudmila Trut一起培育了友好和特别暴躁的狐狸,将好斗的狐狸作为海德和温顺的杰基尔的基准。

如今,实验室里最友好的狐狸就像流口水的圣伯纳犬一样温顺,有着熟悉的身体变化,比如耷拉着的耳朵、斑点和卷曲的尾巴。这所著名学府的最大目标是什么?揭示驯化的基因触发因素。

别利耶夫于1985年去世。Kukekova从2002年开始与Trut合作,从近60岁的狐狸身上收集血液样本,寻找与驯化有关的基因。“我们正在观察狐狸的这些相同的区域,看看是否有什么发现,但这仍然是初步的,”库科娃说。有趣的是,在她2018年发表的论文中自然生态与进化,她比较了温顺和好斗的家养狐狸的基因谱,发现了一种WB突变咄咄逼人的狐狸。尽管如此,她解释说:“在狐狸身上,可能会有其他的突变,不是相同的结构变异,但它们可能会影响相同的基因。”

Kukekova对Udell和vonHoldt结论的范围保持谨慎。“他们对狼和一小部分狗进行了行为评分,但这还不够,”她说。“他们只是采用了美国养犬俱乐部提供的分数,这是这项研究的真正局限性。我们真的没有方法来预测狗的行为。即使是被认为非常善于社交的金毛猎犬,也有一部分表现出相当攻击性的行为。”

萨拉·马歇尔-佩西尼(Sarah Marshall-Pescini)是一名有一半意大利血统和一半英国血统的科学家,她的成长时期在乌干达研究灵长类动物行为。她是世界上另一个对人类友好的狼园——维也纳狼科学中心(Wolf Science Center)的高级研究员。她还研究狗和狼行为的奥秘。(在2017年的一篇论文中,她认为狼更善于合作解决问题,因为它们有更好的冲突管理技能,而狗则完全避免冲突——就像两个波特兰人永远停在了四个十字路口一样。)和库科娃一样,马歇尔-佩西尼也在尤德尔和冯霍尔特的工作中找到了希望,但也有类似的保留意见。

她解释说:“(AKC的数据)中有太多的人为解释。”“任何与问卷调查或犬种刻板印象有关的事情都更容易受到人类偏见的影响。实际上,这有点像我们都有隐性的种族偏见。”

狼科学中心在犬类与人类交流的做法上与美国的同类机构相似,但有一个主要区别:它也在狼的身边养狗,在完全相同的环境中养育它们,让它们与人类接触的时间相同。当然,这是马歇尔-佩西尼争论的另一个焦点:尽管印第安纳州的狼公园有严格的社交制度,但它并不是一个公平的竞争环境。

她说:“我认为把宠物狗和狼公园的狼进行比较有点错误。”“我对狼和狗的基因可能存在不同程度的变异这一观点没有异议——尽管需要更大的样本。但如果你真的想把这些变异与行为联系起来,那么你必须用类似饲养的动物来做这件事。”

F或者尤德尔,她那篇引人注目的论文只是一个起点。现在,她正在深入研究狗的分离焦虑和依恋类型。“这是个大问题,”她说。“大约40%的狗在生命中的某个阶段被诊断出患有临床分离焦虑症。他们变得具有破坏性,甚至对自己有害。”尤德尔指出,分离焦虑在患有威廉姆斯·伯伦综合征的儿童中很常见。

与此同时,在普林斯顿大学,冯霍尔特正在深入研究遗传学,寻找犬种之间更具体的模式。为了做到这一点,她向公众开放了她收集的数据,要求大约2000名狗主人在家进行和记录社交能力和解决问题的测试,并发送来自脸颊拭子或血液样本的基因数据。

无论驯养背后的科学走向何方,这项研究感觉就像在一个非常黑暗的房间里找到一个手电筒。尤德尔若有所思地说:“进化问题还在继续。“了解这些基因片段、环境和寿命因素影响了人们对狗的理解。我认为我们现在对他们的智慧给予了更多的信任。”

B回到家里,我在音乐会上播放灰狼的录音,教卢娜自娱自乐地嚎叫。她的耳朵向前旋转,就像新墨西哥州的超大阵列射电望远镜,她的鬃毛像被胁迫的豪猪一样向上翘起。她蹦蹦跳跳地走向扬声器,结结巴巴地发出一连串悲伤的“嗷”声,就像一个婴儿在学走路一样,然后才发出一声坚实而有旋律的“嗷”声。然后,她蜷缩在我旁边的沙发上,夹紧她卷曲的爪子和一英寸长的犬齿,依偎着睡了个大觉。

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