Αρχαίοι λύκοι δίνουν νέα στοιχεία για την καταγωγή του σκύλου

H φοιτήτρια του ΠΜΣ «Οικολογία και Διαχείριση της Βιοποικιλότητας» του ΕΚΠΑ Ειρήνη Αντωνιάδου, με θέμα μεταπτυχιακής διατριβής “Τροφική οικολογία του λύκου (Canis lupus) στο δάσος της Δαδιάς και την ευρύτερη περιοχή” και ο Καθηγητής Ζωικής Ποικιλότητας Παναγιώτης Παφίλης του Τμήματος Βιολογίας συνοψίζουν τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στην έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση Nature τον Ιούνιο του 2022 (Bergstrom et al. 2022. Grey wolf genomic history reveals a dual ancestry of dogs. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-022-04824-9)

Όλοι οι σκύλοι που ζουν σήμερα ανάμεσά μας, πιστεύεται ότι κατάγονται από έναν πληθυσμό λύκων που εξημερώθηκαν κατά την πιο πρόσφατη παγετώδη περίοδο. Ωστόσο, το μπλεγμένο κουβάρι της γενεαλογίας των σκύλων, παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στην ιστορία των εξημερώσεων. Μια καινούργια μελέτη επιτυγχάνει να μειώσει το εύρος των πιθανών περιοχών καταγωγής τους, διατυπώνοντας και το ενδεχόμενο για δύο ανεξάρτητα συμβάντα εξημέρωσης.

Μέχρι πρότινος, η έρευνα είχε προσανατολιστεί στην ενδελεχή μελέτη του γονιδιώματος των σκύλων. Οι επιστήμονες είχαν δοκιμάσει τα πάντα: από αναλύσεις σε αρχαία οστά σκύλων, μέχρι αλληλουχίσεις DNA σύγχρονων σκύλων. Ωστόσο, όλες οι μέχρι στιγμής προσπάθειες, είχαν αποβεί άκαρπες και αντικρουόμενες. Στη νέα αυτή μελέτη οι ερευνητές ακολούθησαν έναν εναλλακτικό δρόμο, αντί να κινηθούν από τους σκύλους προς τους λύκους, προσπάθησαν το αντίστροφο. Στόχος τους ήταν να βρεθεί η καταγωγή του πληθυσμού των αρχαίων λύκων, οι οποίοι εξημερώθηκαν και έδωσαν γένεση στους σκύλους.

Η απαρχή της εξημέρωσης των λύκων θεωρείται ότι ξεκίνησε τουλάχιστον πριν από 15.000 χρόνια, με πολύ πιθανό ενδεχόμενο το χρονικό αυτό κατώφλι να επεκτείνεται και στα 23.000 χρόνια πριν. Το κλίμα εκείνη την εποχή ήταν ιδιαίτερα ψυχρό και ξηρό λόγω της παγετώδους περιόδου. Κατά την επικρατέστερη θεωρία, λιγότερο φοβικά άτομα γκρίζου λύκου άρχισαν να πλησιάζουν τους ανθρώπινους καταυλισμούς σε αναζήτηση τροφής. Με την πάροδο των γενεών διαμόρφωσαν μια όλο και πιο εξοικειωμένη συμπεριφορά ως προς τον άνθρωπο, καταλήγοντας να συμβιώνουν μαζί του. Οι άνθρωποι από την μεριά τους, επωφελήθηκαν από αυτή την συμβίωση, αξιοποιώντας τις ικανότητες των καινούριων τους «φίλων» στο κυνήγι και στην φύλαξη των καταυλισμών τους.

Η καταγωγή ωστόσο αυτών των «πρώτων» σκύλων αποτελεί ένα τεράστιο ερωτηματικό με πολλές περιοχές να αποτελούν πιθανή γενέτειρά τους. Κάποιες γενετικές αναλύσεις έως τώρα συγκλίνουν στην Ανατολική Ασία, ενώ άλλες μελέτες υποδεικνύουν την Σιβηρία, την Μέση Ανατολή, ακόμα και την Δυτική Ευρώπη ως πιθανές τοποθεσίες για την απαρχή της κοινής μας πορείας με τους σκύλους.

«Οι πινέζες που έχουν τοποθετηθεί στον χάρτη είναι πολλές» αναφέρει ο Pontus Skoglund, γενετιστής στο ινστιτούτο Francis Crick και ένας από τους βασικούς συγγραφείς της νέας μελέτης. Ο ίδιος, με μια μεγάλη ομάδα συνεργατών από 16 χώρες, δοκίμασαν κάτι νέο: να προσπαθήσουν να διαλευκάνουν τον τεράστιο γενεαλογικό χάρτη των λύκων κατά την περίοδο που υπολογίζεται ότι ξεκίνησαν να εξημερώνονται. Χαρακτηριστικά λέει επ’ αυτού: «Φανταστείτε την γενεαλογία των λύκων, σαν ένα μεγάλο παζλ που προσπαθήσαμε να συναρμολογήσουμε, μέχρις ότου το να μείνει ένα μοναδικό κενό. Το κομμάτι του παζλ που θα λείπει, θα αποτελεί την καταγωγή των σκύλων.»  

Η ομάδα που εργάστηκε για την συγκεκριμένη έρευνα συγκροτήθηκε από 81 συν-συγγραφείς από διαφορετικούς κλάδους: αρχαιολόγους, ανθρωπολόγους και γενετιστές. Συγκέντρωσαν τα συνολικά τους δεδομένα και τα δείγματα που αξιοποιήθηκαν τελικά στην εργασία προήλθαν από 66 γονιδιώματα από αρχαίους λύκους – τα οποία αλληλουχήθηκαν στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης- ενώ συμπεριλήφθηκαν και 6 τα οποία ήταν ήδη δημοσιευμένα. Η ηλικία των 72 αυτών γονιδιωμάτων εντοπίζεται σε ποικίλες χρονολογίες εντός των τελευταίων 100.000 ετών και προέρχονται από διαφορετικές ηπείρους. Συμπληρωματικά των αρχαίων γονιδιωμάτων, χρησιμοποιήθηκαν ήδη αλληλουχημένα γονιδιώματα από 68 σύγχρονους λύκους, 369 σύγχρονους σκύλους και 33 αρχαίους σκύλους.

Πρώτο στάδιο της μελέτης αποτέλεσε η προσπάθεια ανακατασκευής ενός αδρού γενεαλογικού δέντρου των αρχαίων γονιδιωμάτων των λύκων. Από το δέντρο προέκυψε μια πολύ έντονη γονιδιακή ροή από τους λύκους της Σιβηρίας, τόσο στον αμερικανικό πληθυσμό λύκων, όσο και τον ευρασιατικό, υποδηλώνοντας ότι ο πληθυσμός της Σιβηρίας αποτέλεσε κύρια γενετική δεξαμενή του είδους και μάλιστα μονόδρομα. Ως προς τον αμερικανικό πληθυσμό των σύγχρονων λύκων φαίνεται επίσης να φέρει ένα ποσοστό της τάξης του 10-20% γενετικού υλικού που έχει προέλθει από υβριδισμό με κογιότ (χρονολογείται περί τα 80.000-100.000 χρόνια πριν). Ο σύγχρονος ευρασιατικός πληθυσμός λύκων αποδεικνύεται να φέρει σε μεγάλο ποσοστό μια γενετική ταυτότητα προερχόμενη από τους λύκους της Σιβηρίας αλλά και ένα τμήμα μοναδικής γενετικής ποικιλότητας. Υποδεικνύεται κατ’ αυτόν τον τρόπο η ύπαρξη μιας βαθιάς ευρωπαϊκής κληρονομικής ρίζας.

Ένα από τα πρώτα συμπεράσματα που προκύπτουν από τα παραπάνω είναι το πόσο έντονη παρέμεινε διαχρονικά η γενετική επικοινωνία των λύκων παγκοσμίως. Οι κοινές σιβηρικές ρίζες, που μοιράζεται μέχρι και σήμερα ο παγκόσμιος πληθυσμός του είδους, αποδεικνύουν την μεγάλη κινητικότητα και διασύνδεση που είχαν κατά την διάρκεια εκατοντάδων χιλιάδων ετών, ακόμα και πολύ απομακρυσμένοι μεταξύ τους πληθυσμοί.

Σημαντικότατο αποτέλεσμα της έρευνας είναι επίσης ένας εκτενής κατάλογος γονιδίων, τα οποία έχουν αυξανόμενες συχνότητες εμφάνισης στον πληθυσμό των λύκων κατά την διάρκεια περίπου 30.000 γενεών. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ένα γονίδιο σχετιζόμενο με την κρανιοπροσωπική ανάπτυξη. Πρωτοεμφανίζεται στους λύκους 40.000 χρόνια πριν και σε διάστημα 10.000 ετών από εξαιρετικά σπάνιο, κατέληξε να έχει εγκαθιδρυθεί στο 100% του παγκόσμιου πληθυσμού των αρχαίων λύκων. Απόδειξη αποτελεί ότι το φέρουν όλοι οι λύκοι αλλά και οι σκύλοι σήμερα. Παρόμοια πορεία ακολούθησε και μια ομάδα γονιδίων σχετιζόμενα με την όσφρηση, μεταξύ 45.000 και 25.000 ετών πριν.

Τέτοιου τύπου αλλαγές, εάν ένας πληθυσμός δεν έχει υποστεί κάποιο συμβάν γεωγραφικής απομόνωσης, υποδηλώνουν την δράση της φυσικής επιλογής. Στην περίπτωση των λύκων, θεωρείται ότι τα γονίδια αυτά, σχετίζονται με κάποια προσαρμογή – πιθανόν δυνατότερο δάγκωμα και πιο ευαίσθητη όσφρηση – που  ευνόησαν την επιβίωσή τους κατά την διάρκεια της παγετώδους περιόδου. Οι λύκοι που έφεραν τα συγκεκριμένα γονίδια, πιστεύεται ότι είχαν αυξημένες πιθανότητες επιβίωσης, άρα και αναπαραγωγής, μεταβιβάζοντας το γενετικό τους υλικό στους απογόνους τους.  Με την πάροδο των γενεών, τα ευνοϊκά ως προς την επιβίωση γονίδια, φαίνεται να έχουν εγκαθιδρυθεί καθολικά στον πληθυσμό.

Παρά την κατασκευή του σύνθετου γενεαλογικού δέντρο των αρχαίων λύκων, δεν προέκυψε κανένας κλάδος με τον οποίο να έχουν άμεση συγγένεια οι σκύλοι. Παρά ταύτα, η όλη προσπάθεια δεν υπήρξε μάταια καθώς αποκλείστηκαν πολλές περιοχές ως πιθανές γενέτειρες. Οι σκύλοι βρέθηκε ότι είναι πολύ πιο όμοιοι γενετικά με τους πληθυσμούς λύκου της ανατολικής Ασίας, σε σχέση με τους ευρωπαϊκούς. Ωστόσο, φαίνεται ότι οι αρχαίοι λύκοι από την Ευρώπη μοιράζονται κάποια γονίδια με σύγχρονους σκύλους της δυτικής Ευρασίας και της Αφρικής οι οποίοι ανήκουν σε αρχέγονου τύπου φυλές, όπως τα Basenji. Για αυτό το εύρημα έχουν προταθεί δύο ερμηνείες: είτε λύκοι που είχαν ευρωπαϊκές ρίζες διασταυρώνονταν με σκύλους, είτε η εξημέρωση των λύκων έγινε δύο φορές. Λόγω της μεγάλης κινητικότητας τόσο των τότε πληθυσμών λύκου, όσο και των σκύλων που ακολουθούσαν τις ανθρώπινες μετακινήσεις ,το πρώτο σενάριο θεωρείται πιθανότερο, χωρίς όμως να μπορεί ακόμα να αποκλειστεί το ενδεχόμενο διπλής καταγωγής.

Η παρούσα μελέτη πέτυχε να περιορίσει σε μεγάλο βαθμό τις προϋπάρχουσες «πινέζες» και καταλήγει στην ανατολική Ασία σαν ευρύτερη περιοχή προέλευσης των σκύλων. Αποτελέσματα προηγούμενης έρευνας μάλιστα υποστηρίζουν μεγάλη συγγένεια μεταξύ σκύλου και του πλέον εξαφανισμένου ιαπωνικού λύκου, ενισχύοντας την υπόθεση της ασιατικής καταγωγής. Το μυστήριο της τοποθεσίας όπου έζησε ο πρώτος πληθυσμός σκύλων παραμένει ακόμα άλυτο και αυτό προκύπτει καθώς δεν έχει βρεθεί ακόμα κάποιος αρχαίος λύκος άμεσα συγγενικός με αυτούς.

Συνεχίζοντας τις έρευνες σε αυτήν την κατεύθυνση και αναλύοντας όλο και περισσότερα γονιδιώματα αρχαίων λύκων, η περιοχή καταγωγής των σκύλων θα εντοπίζεται όλο και με μεγαλύτερη ακρίβεια. Την λύση στο παζλ θα μπορούσε να δώσει η ανακάλυψη του απολιθώματος ενός αρχαίου λύκου που να ανήκε σε εκείνον τον αρχικό πληθυσμό που εξημερώθηκε, φανερώνοντάς μας επί τέλους ποια υπήρξε η πρώτη πατρίδα των πιστών μας φίλων.