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基因時光機(下):曾幾何時狗兒與人類密不可分

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文 / Joanne Shih

「從狩獵採集進入農牧產食的生活型態,在文明發展的過程中佔有重要的地位,農耕讓人類脫離逐水草而居的生活,進而有餘力經營文化的各個層面,像是製作陶器、造字、繪畫、建築等技術繼之出現於各個民族,而從許多考古遺址中,祖先用文字與圖像記載著當時的生活,牲畜也被記錄於其中,然而,究竟人們是先進入定居生活才開始馴養動物,還是人類與動物之間的有更悠久的歷史,考古學家以基因定序分析化石中的遺傳訊息,還原史前生活的原貌。」

諸多的考古證據配合分析基因序列,得知農業活動始於西元一萬年前左右,同時有學者提出動物的馴化與農業發展有關聯,動物考古學家利用各種定年技術以及形態學分析,推測動物與人類之間的互動模式,由於普遍認為自然界中體型小的被獵食者(prey)在生態發展的過程中,有較高的機會被人類馴養,也因此動物的體型大小為早期主要的判別準則,考古學家將此法應用於家畜、家禽以及伴侶動物,試圖描繪出人與動物之間為獵食亦或是馴養關係。

考古新視野 基因定序結合傳統分析

近年來隨者基因體技術的發展,研究人員多了一項利器分析考古樣本,結合過去的文獻記載,考古學家發現在我們熟悉各種動物當中,家犬是最早與人類共同生活的動物,考古發現最早的犬化石可以追溯回三萬三千年前,在西伯利亞(Siberis)阿爾泰山脈(Altai Mountains)相似於狗的犬科(canidae)動物的遺骸,而狗開始成為人類忠實伴侶的證據則出現在約西元前一萬兩千年到一萬一千年,在以色列某處的遺址中發現與人類共同埋葬的犬隻。

科學家推測家犬是由狼所演化而來,因為與狼相比,犬隻較不具有攻擊性,而且行為與社會認知能力都有所差異,形態學上犬隻也有較小的骨骼、牙齒以及腦部,符合傳統形態學的判斷標準。加州大學洛杉磯分校(UCLA)生態學與演化生物學系的 Robert Wayne 博士,與芝加哥大學人類遺傳學系的 John Novembre 博士共同帶領的團隊,從最早有人類與犬動物共存的考古遺址中取得三種狼(Canis lupus)的生物樣本,同時研究澳洲野犬(Australian dingoes,又稱丁格犬)以及亞洲胡狼(golden jackal)兩種不同品種的犬科動物,經過一系列的分析與比對,科學家證實家犬是由狼所馴化而來,而且大約發生在一萬一千年到一萬六千年前,這項結論推翻了過往的認知,發現人類開始馴養動物與農業革命之間有將近六千年的差距,證實早在農業活動出現之前,人類的老祖先早已開始馴化動物,將野生動物帶入人類的日常生活。

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延伸閱讀:基因時光機(上):走入史前窺見人類農業革命

抽絲剝繭 藏在遺傳訊息中的歷史故事

何種契機讓人類開始馴化犬科動物目前尚無定論,而且由狼演化為家犬的確切時間點以及地點也有眾多說法,不過考古學家推測祖先最初可能捕捉野生幼狼,作為狩獵或是看守家園之用途,漸漸地選拔出特定適合與人共同生活的犬科動物,為了揭開種種謎團,科學家持續致力於相關的考古基因研究。

另一份發表於《自然(Nature)》期刊的研究分析犬與狼的基因序列,針對 36 個候選馴化基因區域(candidate domestication regions,CDRs)進行分析,CDRs 野生狼群基因中存有變異的區域,而且在馴化過程當中可能成為選拔目標基因片段,研究團隊將這些片段重新進行全基因序列分析,從中識別出 380 萬個基因變異處,在這些區域當中,有 19 個區域含有與腦部功能相關的基因,其中有 8 處基因掌管神經系統的發育,包含:MBP、VWC2、SMO、TLX3、CYFIP1 以及 SH3GL2,這些基因與犬科動物的行為改變有高度關聯;有趣的是,科學家還發現另外有 10 個基因涉及澱粉消化以及脂肪代謝,正可能肉食性的犬科動物與人類共同生活的關鍵證據。

乘著基因時光機 解開對過往的好奇

具有馴化特性的基因不僅出現在狗,許多相似的研究著眼於其他產食動物,發現不同家畜家禽動物都有類似的基因變異,像是:調控豬皮毛顏色的 MC1R 基因、影響家禽季節性繁殖的 TSHR 基因,種種基因體研究應用於農牧發展史的分析,讓考古學家能夠更精確地描述物種的演化與遷徙,替考古學增添一筆更具有說服力的證明,也讓人們更了解祖先與其他物種的互動模式,試想我們是否可以應用相似的技術,模擬並預測一萬年後人類與自然萬物的關係,人類將在生態環境中將扮演何種角色,而地球又將會呈現什麼樣貌。

延伸閱讀:神秘的基因考古學(上):記載在基因密碼的人類與家犬互動史

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參考資料:

1. Dogs domesticated before farming. Nature 505.7485 (2014): 589-589.
2. The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet. Nature 495.7441 (2013): 360-364.
3. Domestication and early agriculture in the Mediterranean Basin: Origins, diffusion, and impact. Proceedings of the National Academy of Sciences 105.33 (2008): 11597-11604.

圖片來源:
http://www.sciencemag.org/news/2016/04/how-did-dingo-get-australia

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