Пушистая генетика: как в Академгородке одомашнивают лис

В этом году генетику исполнилось бы 105 лет. Представители Института цитологии и генетики СО РАН рассказали журналистам об истории создания ИЦиГ в Академгородке, значении эксперимента по доместикации лис и показали, как они живут на звероферме сегодня.

Второй первый директор

В 1957 году Хрущев распорядился создать целый генетический институт – он вошел в число первых десяти институтов Академгородка. Он получил название Института цитологии и генетики, и возглавил его Николай Дубинин. Это была большая удача для советской науки: в те годы к генетике еще относились со скептицизмом.

Слово «цитология» было тогда малоупотребимо, и идея названия заключалась как раз в том, чтобы оттенить внимание от слова «генетика» во избежание возможных проблем. В 1959 году после отставки Дубинина директором института стал Дмитрий Беляев, при котором были получены результаты, поставившие точку в вопросе о том, насколько полезной может быть эта наука.

Его собственный эксперимент по доместикации лисиц прославил институт на весь мир. В память об этой работе Беляев и считается первым директором ИЦиГ, хотя технически первым был Дубинин.

В науке главное – успеть

«Эксперимент по доместикации лис уникален. Его повторение требует не только большого количества времени, но и мужества. Процесс превращения волка в собаку занимал тысячелетия, но буквально через несколько десятилетий были получены одомашненные лисы, которые во многом ведут себя как собаки», – рассказывает заведующий музеем истории генетики в Сибири Иван Синицын.

Лисы действительно стали похожи на собак: у кого-то хвост загнулся калачиком, повисли уши, появилась выступающая нижняя челюсть как у бульдога. Тогда стало ясно, что поведение и морфология взаимосвязаны.

«Сам по себе эксперимент несложный, просто занимает много времени. В науке вообще так часто бывает, что главное – успеть», – рассказывает Синицын.

Сегодня эти лисицы – всего их живет на ферме около 700 особей – уникальный физиологический объект. У них произошли определенные гормональные изменения, благодаря которым их поведение стало дружелюбным.

Но дадут себя погладить и повиляют хвостиком при встрече с человеком далеко не все: сейчас в популяции около 400 доместицированных, 250 агрессивных и 50 неселекционированных лисиц – их еще называют дикими. Несколько групп животных нужны для понимания, что повлияло на поведение: отбор или содержание в клетках?

Сравнивая группы между собой, можно понять, какие структуры мозга вовлечены в определение поведения. Лисы – довольно сложно организованные животные, с генами, похожими на человеческие, поэтому, изучая их, люди могут многое узнать о себе.

Лисы помогут детям лучше учиться?

На беляевских лисах проводился эксперимент: им нужно было удерживать внимание на определенной вещи, и чем дольше животное могло это делать, тем больше лакомств получало. Так замерялась способность концентрации внимания – а это главный измеряемый критерий обучаемости.

Какая группа лис справлялась с заданием лучше всего? Самый популярный ответ – доместицированные. Действительно, они выполняли задачу хорошо, но в то же время они уже привыкли, что их в любом случае покормят, и если их что-то отвлекало – громкий звук или другая лисичка – то они легко бросали задачу. Лучше всех справлялись с заданием дикие лисы – то есть те, которых не отбирали по поведению, но просто живущие в неволе.

Фактор мотивации сыграл решающую роль. Дело в том, что в природе внимание – это залог выживания. Агрессивные особи справиться с задачей не могли: они метались по клетке, не понимали, чего от них хотят. То же самое можно увидеть в любом детском коллективе: есть те, кто чувствует себя некомфортно, стрессует, задирает других детей – как правило, это и есть отстающие ученики.

Ученые ИЦиГ считают, что в перспективе на основе изучения поведения лис можно разработать новые методики обучения или лекарства по коррекции поведения, не оказывающие негативного влияния на организм человека.

На звероферме

«Доместикация – изменение не конкретного животного, а целой популяции. Поэтому слово «ручной» применительно к лисицам не совсем правильно. Приручают не лис, а тигров в зоопарке: это они рождаются агрессивными, их берут маленькими и приручают», – рассказывает младший научный сотрудник ИЦИГ СО РАН Дарья Шепелева.

Лисы живут на звероферме в шедах – специальных навесах с клетками. В одном «районе» обитают агрессивные особи – при приближении человека они захотят напасть на него. В другом ряду живут дикие лисы, и отдельно поселили третьих – тех, что по поведению уже напоминают собак. Среди них встречаются особо ласковые особи: их даже можно взять на руки и погладить, а еще они любят играть со шнурками и грызть ботинки.

Животных отбирают по определенному поведению, но важен также и репродуктивный признак: если лиса плохо ухаживает за потомством или даже съедает его, то ее стараются исключить из программы размножения – если такое поведение вызвано наследственными признаками, то ее дети могут поступить так же и со своим потомством.

«Осенью специалисты тестируют поведение всех лисиц в клетке: смотрят, как лиса ведет себя по отношению к человеку, располагающемуся рядом с клеткой, когда он открывает клетку, когда пытается потрогать ее рукой. Как она реагирует? Позволяет себя погладить, почесать? Какие звуки издает?», – проводит экскурсию по шедам с лисами Шепелева.

На основе этого теста лисицы получают оценку в баллах: от минус пяти до нуля маркируется агрессивное поведение, от нуля до пяти –доместикационное.

Актуальные эксперименты с пушистыми

Кандидат биологических наук Юрий Гербек держит в руках пушистую лисичку – она больше похожа на ласкового котика, чем на собаку. Поглаживая животное, ученый рассказывает, что сегодня беляевские лисы участвуют во множестве научных проектов, в том числе международных.

Один из них завершился в этом году – это эксперимент российского научного фонда, и связан он с нейрогенезом в гипокаме лисицы. Задача была понять: изменится ли поведение животных при изменении нейрогенеза. Этого добивались, вводя в корм лисиц большое количество витамина А.

«Лет десять назад всем казалось, что витамин А – своего рода панацея, которая уменьшит агрессию, депрессию, стресс. Но различные исследования на грызунах показали, что эффект бывает разный. У нас получился такой же ответ.

У крыс от витамина А улучшалось социальное взаимодействие, понижалась агрессия, повышалось количество межвидовых контактов, интерес к новой крысе рос. А лисицы стали менее дружелюбные. Если у агрессивных особей ранее эксперименты позволяли изменить поведение в сторону менее агрессивного, то у ручных – нет. А вот витамин А позволил нам менять их поведение», – объясняет ученый.

Сейчас новосибирские ученые исследуют также влияние окситоцина на поведение лис. Здесь вопрос ставится так: становится ли он одним из ключевых веществ для доместикации?

«Пока мы не можем получить ответ на этот вопрос. Мы поняли, что нужно изменять дизайн эксперимента», – резюмирует Гербек.