Одинаковые гены помогают людям и домашним животным выживать в Арктике
Исследователь из Института природных ресурсов Финляндии (Luke) Юха Кантанен собрал обширную коллекцию биологических материалов и данных для изучения геномов северных домашних животных — северных оленей, крупного рогатого скота и лошадей — в рамках проекта "Арктический ковчег".
Адаптация и тесная связь между людьми и животными особенно ярко выражены в арктических условиях. Животные, которые адаптировались относительно быстро, также помогли людям приспособиться к этим условиям.
Исследователи собрали образцы от домашних животных в Лапландии, Архангельской области и Якутии. Команда Кантанена присутствовала на забое в самые холодные зимние месяцы в Якутии, чтобы собрать материалы для изучения функций генов в разных тканях в условиях экстремального холода.
Результаты показывают, что в арктических условиях естественному отбору подвергались частично одни и те же гены у северных оленей, лошадей, крупного рогатого скота и даже людей. Эти гены связаны со способностью переносить холод, метаболизмом и иммунитетом. Это пример конвергентной эволюции разных видов.
Цель — самостоятельные животные, выживающие на скудных ресурсах
Антропологические исследования в проекте возглавлял Флориан Штаммлер из Арктического центра Университета Лапландии. Учёные жили с местными жителями и участвовали в животноводстве, чтобы определить, какие характеристики ценятся в животных в Арктике.
Люди на севере ценят во всех домашних животных одни и те же черты: самостоятельность, неприхотливость в уходе и способность выживать на скудном рационе. Животные хорошо ведут себя в стаде, способны сами находить пастбища и знают, как вернуться домой.
В арктических сообществах домашних животных разводят методом негативного отбора. Отбирают не отдельных животных с желаемыми признаками, а удаляют из стада непригодных. В Якутии также понимают и обеспечивают важность генетического разнообразия.
Соседи часто обмениваются животными, высоко ценят животных из определённых районов и хотят, например, быков оттуда. Во многих случаях для стада стараются получить животных как можно издалека. Это очень продуманные и систематические стратегии.
Местные породы и стратегии их разведения могут многое предложить сельскому хозяйству. В арктических сообществах ключевым является не объём, а устойчивое отношение к соотношению затрат и результатов.
Местные породы — живой пример полезности разнообразия. Например, северная финская корова даёт гораздо меньше молока, чем коммерческие породы, но потребляет меньше корма, требует меньше лекарств и меньше места в коровнике. Многие методы из исследуемых регионов можно использовать для развития устойчивого сельского хозяйства в Финляндии.
Люди и их спутники
Художница Ану Осва участвовала в исследовательских поездках в Якутию. В своих работах она изображает самых северных домашних животных в мире и людей, которые за ними ухаживают.
Меня глубоко тронули три маленькие якутские деревни близ Верхоянского хребта, а также люди и животные в этих самых холодных районах мира. Мои художественные работы, созданные там, затрагивают Арктику, животных как спутников человека, генетику и адаптацию в целом.
Осва — дипломированный специалист по разведению животных и профессиональный художник. Она считает важным отразить обе эти профессии в своём творчестве.
Моё мировоззрение — это сочетание науки и искусства: мистики здесь нет.
Союз науки и искусства привёл Осву к направлению art & science. Финские практики этого метода основали Финское общество биоарта.
Сам метод очень стар. Художники во все времена искали общества учёных. Сейчас учёные и художники работают вместе более конкретно, часто в командах.
Картины Освы с изображением маленьких, но крепких якутских коров уже хорошо известны. Впервые она поехала в Сибирь в 2005 году. Для заключительного семинара "Арктического ковчега" Осва привезла большие картины, на которые проецируются видеозаписи.
Это трудоёмкий метод работы, но такой замечательный. Я стремлюсь показать, как люди тысячи лет шли бок о бок с этими животными и как оба выигрывают от этого совместного пути. Никто не должен быть рабом.
Выставка "Попутчики" проходила в научном центре "Арктикум" в Рованиеми с 14 декабря 2018 года по 3 марта 2019 года.
Цена адаптации
С помощью новейших методов геномных исследований Юха Кантанен изучил, как геном арктических домашних животных менялся от ледниковых периодов до наших дней.
Геном крупного рогатого скота показывает, что за последние ледниковые периоды, на протяжении последнего миллиона лет, численность популяции сокращалась, а её генетическое разнообразие уменьшалось. ДНК современных домашних коров несёт следы истории их вымершего дикого предка — тура. Ледниковые периоды (последний из которых закончился более 10 000 лет назад) также видны в геноме якутской лошади.
Кроме того, мы наблюдали, что когда люди начали одомашнивать этих животных, сохранилась лишь часть генетического разнообразия диких популяций-предков. Геном ухудшился ещё больше в XIX веке, когда создавались породы и некоторые характеристики устранялись.
Геном северного оленя не был так сильно изменён человеком, даже в Сибири. Кантанен доволен уникальными данными генома оленя, собранными в ходе проекта "Арктический ковчег". В будущем они могут дать ответы на многие вопросы о разнообразии домашних животных.
Исследование генома крупного рогатого скота также будет продолжено. Кантанен обнаружил, что, хотя якутский скот жил в изоляции, он, что удивительно, генетически более разнообразен, чем европейский скот.
В настоящее время мы полагаем, что они происходят из того же центра одомашнивания на Ближнем Востоке, что и наш европейский скот, но азиатский скот, возможно, основан на большей популяции-основателе. Также возможно, что люди скрещивали азиатский скот с азиатским диким быком, продвигаясь на север. Мы планируем продолжить изучение этих вопросов.