Rókák szelídítése a zord Szibériában

Régóta próbálják megoldani a történelem egyik legmakacsabb rejtélyét

 

Hello! How are you doing? – Lyudmila Trut says to the furry animal, reaching down to unlatch the door of a wire cage labeled Mavrik. We’re standing between two rows of crates on a farm just outside the city of Novosibirsk, in southern Siberia.

Mavrik is about the size of a Shetland sheepdog, with chestnut orange fur and a white bib down his front. He wags his tail, rolls on his back and pants at the attention. Trut reaches in and scoops him up, then hands him over to me. Cradled in my arms, gently jawing my hand in his mouth, he’s as docile as any lapdog.

Except that Mavrik is not a dog. He’s a fox. Hidden away on this overgrown property, flanked by birch forests and barred by a rusty metal gate, he and several hundred of his relatives are the only population of domesticated silver foxes in the world. (Most are, indeed, silver or dark gray; Mavrik is rare in his chestnut fur.)

By “domesticated” I don’t mean captured and tamed, or raised by humans and conditioned to tolerate the occasional petting. I mean bred for domestication, as tame as your tabby cat or your Labrador. Says Anna Kukekova, a Russian-born researcher at Cornell University in New York, who studies the foxes, “They remind me a lot of golden retrievers.”

Belyaev’s Experiment
This Siberian fox farm has been around for half a century. Back in the 1950s biologist Dmitry Belyaev was intrigued by the question of how dogs could have arisen from their wolf ancestors. Belyaev decided to reproduce evolution himself. The silver fox, a cousin of dogs that had never been domesticated, seemed the perfect choice.

Lyudmila Trut’s first job, as a young grad student in 1958, was to travel around to Soviet fur farms and select the calmest foxes she could find, to serve as the base population for Belyaev’s experiment. Belyaev began breeding about 130 foxes with the goal of re-creating the evolution of wolves into dogs, a transformation that began naturally more than 15,000 years ago.

With each generation, Belyaev and his colleagues tested the reactions of the fox kits to human contact, and they selected only those most approachable to breed. By the mid-1960s they were producing foxes unafraid of humans and actively seeking to bond with them.

Trut can still remember the moment in 1964 when she first saw a fox wag its tail at her approach. Before long, some were so doglike they would leap into researchers’ arms and lick their faces. Trut recalls a worker who took one of the foxes home as a pet. When Trut visited him, she found the owner taking his fox for a walk, unleashed. “Don’t do that,” she warned. “We’ll lose it!” But then the worker whistled and called. “Coca!” The fox came right back.

Belyaev compressed thousands of years of domestication into a few years. But he wasn’t just looking to create friendly foxes. He had a hunch he could unlock domestication’s evolutional mysteries.

Domesticated animals are known to share a common set of characteristics. They are smaller, with floppier ears and curlier tails than their untamed progenitors. Such traits make animals appear appealingly juvenile to humans. Their coats are sometimes spotted—piebald, in scientific terminology—while their wild ancestors’ coats are solid. These and other traits, sometimes referred to as the domestication phenotype, exist in varying degrees across a remarkably wide range of species, from dogs, pigs and cows to some non-mammalians like chickens.

Belyaev suspected that as his foxes became domesticated, they might show aspects of a domestication phenotype. He was right: Selecting which foxes to breed based solely on how well they got along with humans seemed to also alter their physical appearance. After nine generations, researchers recorded fox kits born with floppier ears. Piebald patterns appeared on their coats.

Driving those changes, Belyaev postulated, was a collection of genes that conferred a propensity to tameness—a genotype that the foxes perhaps shared with any species that could be domesticated. When Belyaev died in 1985, Trut took over the research and continues it still. Elsewhere, researchers are delving into the DNA of pigs, chickens, horses and other domesticated species, looking to pinpoint the genetic differences that distinguish them from their ancestors. The research aims to answer a fundamental question: How do animals make this huge transformation from wild animals into domestic animals?

Born to Be Tame
The exercise of dominion over plants and animals is arguably the most consequential event in human history. Along with cultivated agriculture, the ability to raise domesticated fauna—of which wolves were likely the first, but chickens, cattle and other food species the most important—altered the human diet, paving the way for settlements and eventually nation-states to flourish.

Yet the process by which it all happened has remained stubbornly impenetrable. Did a few curious boar creep closer to human populations, feeding off their garbage and with each generation becoming a little more domesticated? Did humans capture red jungle fowl, the ancestor of the modern chicken, straight from the wild—or did the fowl make the first approach? Out of 148 large mammal species on Earth, why have no more than 15 ever been domesticated? Why have we been able to tame horses, but never their close relative the zebra, despite numerous attempts?

In fact, scientists have even struggled to define domestication precisely. Individual animals can be trained to exist in close contact with humans. A tiger cub fed by hand may grow up to treat its captors like family. But that tiger’s offspring will be just as wild as its ancestors. Domestication is not trained into an individual animal, but bred into an entire population through generations of living in proximity to humans. Many of the species’ wild instincts have long since been lost. Domestication, in other words, is mostly in the genes.

But not all the foxes in Novosibirsk are as friendly as Mavrik. Across the road from him are the aggressive foxes. To study the biology of tameness, the researchers needed to also create a group of untamed animals. So in a mirror image of the friendly foxes, the scientists have bred the most aggressive foxes to produce evil twins of the tail-wagging Mavrik: hissing, baring their teeth, snapping at their cages.

But identifying the precise genetic footprint involved in tameness is proving tricky. First researchers need to find the genes responsible for creating both friendly and aggressive behaviors. Such general behavior traits, however, are actually amalgamations of more specific ones—fear, boldness, passivity, curiosity—that must be teased apart, measured, and traced to individual genes or sets of genes working in combination. Once those genes are identified, the researchers can test whether the ones influencing behavior are also behind the floppy ears and piebald coats and other features that characterize domesticated species.

Every summer Anna Kukekova travels from Cornell, in New York, to Novosibirsk to evaluate the year’s newborn kits. Kukekova uses objective measures to quantify the foxes’ postures, vocalizations and other behaviors. The research team then extracts DNA from blood samples of each fox and scans for differences in the genomes. Increasingly, it appears that domestication is driven not by a single gene but a suite of genetic changes.

Not all domestication researchers believe that Belyaev’s silver foxes will unlock the secrets of domestication. Leif Andersson, a professor of genome biology at Uppsala University in Sweden, believes the relationship between tameness and the domestication phenotype may prove less direct than the fox study implies. In Andersson’s view, humans have played a significant role in selecting those other traits. Curiosity and lack of fear on the part of the animals may have started the domestication process, but once the animals were under human control, physical traits that might quickly have been weeded out in the wild, like white spots on a dark coat, were allowed to persist. They flourished, in part because people liked them. “It wasn’t that the animals behaved differently,” Andersson says, “it’s just that they were cute.”

In his own hunt for domestication genes, Andersson is taking a close look at the most populous domesticated animal on Earth: the chicken. In 2010, Andersson compared the genomes of domesticated chickens with those of their ancestors, red jungle fowl. He identified a mutation, in a gene known as TSHR, that was found only in domestic populations. The implication is that TSHR played some role in domestication. Andersson hypothesizes that it could influence the reproductive cycle, allowing chickens to breed more frequently in captivity than red jungle fowl do in the wild—a trait early farmers would have been eager to perpetuate.

Meanwhile, work at the Novosibirsk farm goes on. The foxes are no longer just tame, they also have the doglike ability to engage with humans using their social cues. One afternoon Anna Kukekova, my translator Luda and I played with Mavrik at the fox farm. We watched him chase a ball and wrestle with another fox, then run back so we could grab him up and let him lick our faces. When Kukekova carried him back to the shed, Mavrik began to whine, illustrating how he was biologically conditioned for human attention, as much as any dog is.

The fox farm experiment is, of course, just that: a scientific experiment. For decades the project has been forced to manage their population by selling off to fur farms those foxes not suitable to be research candidates. Deciding which ones stay and which ones go is a harrowing process. “It is very difficult emotionally,” admitted Trut.

My translator Luda ultimately adopted the chestnut-colored fox, along with a playmate called Peter. They now live at her dacha outside Moscow. “Mavrik and Peter jump on my back when I kneel to give them food, and they sit when I pet them,” she reports. “I love them a lot.”

Helló! Hogy vagy? – szól oda Ljudmila Trut a bundás állatnak, miközben lenyúl és kinyitja egy Mavrik feliratú drótketrec ajtaját. Két sor ketrec között állunk egy telepen, Novoszibirszk határában, Dél-Szibériában.

Mavrik körülbelül akkora, mint egy shetlandi juhászkutya, bundája narancssárgás gesztenyebarna színű, a mellén fehér folt. Csóválja a farkát, a hátára penderül, vágyik a figyelemre. Trut a ketrecbe nyúl, kiemeli onnan, aztán átadja nekem. Mavrik befészkeli magát a karomba, a kezemet gyöngéden a szájába veszi, és olyan szelíd, akár egy öleb.

Mavrik azonban nem kutya. Róka. Ezen a nagy kiterjedésű telepen, melyet nyírfaerdők szegélyeznek és egy rozsdás vaskapu zár el a külvilágtól, Mavrik és több száz rokona az egyetlen háziasított ezüstróka-populációt alkotja a világon. (Legtöbbjük valóban ezüst- vagy sötétszürke; Mavrik gesztenyebarna bundájával ritka kivételt jelent.)

A „háziasított” ez esetben nem azt jelenti, hogy elfogott és megszelídített vagy emberek által felnevelt állat, amelyet arra szoktattak, hogy elviselje az időnkénti simogatást. Hanem háziasításra tenyésztett, olyan szelíd, mint a cirmos cica vagy a labrador. Anna Kukekova, a New York-i Cornell Egyetem rókákat tanulmányozó, orosz származású kutatója azt mondja: – Sok mindenben a golden retrieverre emlékeztetnek engem.

Beljajev kísérlete
Ez a szibériai rókafarm már fél évszázada létezik. Még az 1950-es években Dmitrij Beljajev biológust az foglalkoztatta, hogyan származhatnak a kutyák farkas elődeiktől. Beljajev elhatározta, hogy újra lejátssza az evolúciót. Ehhez tökéletes választásnak tűnt az ezüstróka, a kutya soha nem háziasított rokona.

Ljudmila Trutnak, amikor 1958-ban frissen kikerült az egyetemről, az volt az első feladata, hogy végigjárja a szovjet prémállattelepeket és kiválogassa a lehető legszelídebb rókákat, amelyek Beljajev kísérletéhez a kiinduló populációt adhatják. Beljajev körülbelül 130 rókát kezdett el tenyészteni azzal a céllal, hogy megismételje a farkasok kutyákká történő evolúcióját – ez a természetes átalakulási folyamat több mint 15 ezer évvel ezelőtt kezdődött.

Beljajev és munkatársai minden egyes generációnál vizsgálták, hogy a rókakölykök miként reagálnak az emberrel való kapcsolatra, és csak a legkezesebbeket választották ki továbbszaporításra. Az 1960-as évek közepére már olyan rókákat tenyésztettek, amelyek nem féltek az embertől, sőt aktívan keresték a társaságát.

Trut még mindig emlékszik arra, amikor 1964-ben először pillantott meg egy rókát, amely a közeledtére megcsóválta a farkát. Némelyik hamarosan annyira kutyaszerű lett, hogy a kutatók karjába ugrott, és megnyalta az arcukat. Trut azt meséli, hogy az egyik alkalmazottjuk hazavitt egy rókát. Amikor Trut meglátogatta, az illető éppen sétálni indult az állattal, póráz nélkül. – El fog szökni! – figyelmeztette Trut a munkatársát. De az illető csak füttyentett, és elkiáltotta magát: „Koka!” A róka rögtön visszajött hozzá.

Beljajev több ezer évnyi háziasítást sűrített bele alig néhány évbe. De nem csupán az volt a szándéka, hogy barátságos rókákat neveljen. Valami azt súgta neki, hogy így talán magyarázatot találhat a háziasítás evolúciós rejtélyére.

A háziasított állatoknak egy sor közös tulajdonságuk van. A testük kisebb, a fülük jobban le van konyulva, a farkuk kurtább, mint vad elődeiké. Bundájuk olykor foltos, míg vad őseiké egyszínű. Ezek és más tulajdonságok, amelyek összességét olykor domesztikációs fenotípusnak nevezik, különféle mértékben léteznek a fajok meglepően széles tartományában, a kutyáktól, disznóktól és tehenektől egészen a nem emlős tyúkokig.

Beljajev feltételezte, hogy miközben rókái háziasítottá válnak, idővel a domesztikációs fenotípus bizonyos sajátosságait fogják mutatni. Igaza lett: a rókák tenyésztésre való kiválogatásának az a szempontja, hogy mennyire jól jönnek ki az emberrel, a fizikai megjelenésüket is megváltoztatta. Kilenc generáció elteltével a tudósok olyan rókakölyköket regisztráltak, melyek lelógóbb füllel születtek. Bundájukon pedig tarka mintázatok jelentek meg.

E változások előidézője Beljajev felételezése szerint egy olyan génállomány, amely a szelídségre való hajlamot örökíti át – egy genotípus, mely a rókákon kívül talán minden háziasítható fajban megtalálható. Amikor Beljajev 1985-ben elhunyt, a kutatás vezetését Trut vette át, és folytatja mind a mai napig. A világ más részein a kutatók a disznók, tyúkok, lovak és más háziasított állatok DNS-ét vizsgálják, abban a reményben, hogy meg tudják majd állapítani azokat a genetikai különbségeket, melyek megkülönböztetik őket az őseiktől. A kutatás választ keres arra a fontos kérdésre: hogyan hajtják végre az állatok azt az óriási átalakulást, amit a vadállatból háziállattá válás jelent?

Szelídnek született
A növények és állatok feletti uralom megszerzése az emberi történelem vitathatatlanul legtöbb következménnyel járó eseménye volt. A mezőgazdasági művelés mellett a háziasított állatok tenyésztésének képessége – ezek sorában vélhetően a farkas volt az első, míg a baromfi, a tehén és más táplálékul szolgáló állatfaj a legfontosabb – alapvetően megváltoztatta az ember étrendjét, lehetővé tette a települések, majd idővel a nemzetállamok kialakulását.

Ám maga a végbemenő folyamat továbbra is kifürkészhetetlen maradt. Néhány kíváncsi vaddisznó merészkedett volna közelebb az embercsoportokhoz, hogy a hulladékokkal táplálkozzék és minden generációval egy kicsit domesztikáltabbá váljék? Az ember ejtette foglyul a vad természetben a bankivatyúkot, a mai tyúk elődjét – avagy a madár közeledett először hozzá? A Föld 148 óriásemlős faja közül miért csupán 15-öt sikerült háziasítani? Miért voltunk képesek megszelídíteni a lovat, míg közeli rokonát, a zebrát számtalan próbálkozás ellenére nem sikerült?

A tudósoknak már azt is nehéz meghatározniuk, mit jelent is pontosan a háziasítás. Egy-egy állatot hozzá lehet szoktatni ahhoz, hogy az emberrel szoros kapcsolatban létezzék. Egy tigriskölyök, ha kézből etetik, felnőve a családjaként bánhat az őt foglyul ejtőkkel. Ám e tigris kölyke éppolyan vad lesz, akár az ősei. A szelídség nem nevelhető bele egy állatba, sokkal inkább kitenyészthető egy teljes populációban úgy, ha egymást követő nemzedékei az emberek közelében éltek. Az adott faj vad ösztönei közül sok addigra teljesen eltűnik. A háziasítás tehát jórészt a gének révén történik.

De nem mindegyik novoszibirszki róka olyan barátságos, mint Mavrik. Szemközt, az út túloldalán vannak az agresszív rókák. Hogy tanulmányozhassák a szelídség biológiáját, a kutatóknak szükségük volt egy csapat megszelídítetlen állatra is. Mintegy a barátságos rókák ellenpárjaiként, kitenyésztették a legagresszívebb rókákat, a farkát csóváló Mavrik gonosz testvéreit: ezek sziszegnek, a fogukat vicsorgatják, és rágják a ketrecüket.

A szelídségért „felelős” genetikai lábnyom azonosítása azonban felettébb nehéz. A tudósoknak először meg kell találniuk azokat a géneket, amelyek a barátságos és az agresszív viselkedésért egyaránt felelősek. Az ilyen általános viselkedésjegyek azonban többnyire sokkal egyedibb vonások – félelem, merészség, passzivitás, kíváncsiság – ötvöződéséből jönnek létre, melyeket külön kell választani, fel kell mérni, és vissza kell vezetni az egyedi génekig vagy az egymással kölcsönhatásban működő génsorozatokig. Miután e géneket azonosították, a kutatók már tesztelhetik, vajon közülük a viselkedést befolyásolók állanak-e a lekonyuló fülek, tarka bunda és más, a háziasított állatokra jellemző tulajdonságoknak a hátterében.

Anna Kukekova minden nyáron Novoszibirszkbe utazik a New York-i Cornell Egyetemről, hogy kiértékelje az az évben született rókakölyköket. Kukekova objektív módszerekkel méri fel a rókák testtartását, hangképzését és egyéb viselkedési jegyeit. Ezt követően a kutatócsoport az egyes rókáktól levett vérből izolálja az adott állat DNS-ét, és megvizsgálja, miben különbözik egymástól a génállományuk. Mindinkább úgy tűnik, hogy a háziasítás nem egyetlen gén hatásának, hanem egész sor genetikai változásnak az eredménye.

A domesztikációt kutatók közül nem mindenki hisz abban, hogy Beljajev ezüstrókái megoldják majd a háziasítás titkait. A svédországi Uppsalai Egyetem génbiológus-professzora, Leif Andersson úgy véli, a szelídség és a domesztikációs fenotípus között valószínűleg nem olyan közvetlen a kapcsolat, ahogy azt a rókák vizsgálata sejteti. Andersson nézete szerint az ember lényeges szerepet játszott abban, hogy az állatnak mely tulajdonságai választódtak ki. Meglehet, a háziasítás folyamatát az állat kíváncsisága és félelemhiánya indította el, de amint az adott állat az ember irányítása alatt állt, azok a jellemzői, melyek a vadonban gyorsan eltűntek volna, például a sötét bundáján lévő fehér foltok, nyugodtan fennmaradhattak. Részben azért is, mert az embernek tetszettek. – Nem az történt, hogy az állatok viselkedése megváltozott – mondja Andersson –, hanem csupán elbűvölők lettek.

A háziasításért felelős gének után folyó saját kutatásában Andersson a Föld legnépesebb háziasított állatpopulációját, a tyúkokat vizsgálja. 2010-ben összehasonlította a háziasított csirkéknek és azok őseinek, a bankivatyúkoknak a genetikai állományát. A TSHR néven ismert génben azonosított egy mutációt, amely csak a háziasított populációban volt fellelhető. Elképzelhető, hogy a háziasításban a TSHR-nek is volt szerepe. Andersson feltevése az, hogy ez a génmutáció hatással lehetett a szaporodási ciklusra, mert lehetővé tette, hogy a fogságban lévő tyúkok gyakrabban szaporodjanak, mint a vadon élő bankivatyúkok – e tulajdonságukat az első gazdák valószínűleg szívesen állandósították volna.

Ezenközben a novoszibirszki telepen folytatódik a munka. A rókák már jó ideje nem csupán szelídek, de a kutyákhoz hasonlóan képesek társas kapcsolatot teremteni az emberrel. Egyik délután Anna Kukekova, Luda, a tolmácsom meg én Mavrikkal játszottunk a rókatelepen. Figyeltük, hogyan kergeti a labdát, birkózik egy másik rókával, majd szalad vissza hozzánk, hogy a karjunkba kaphassuk és hagyjuk, hogy megnyalja az arcunkat. Amikor Kukekova visszavitte őt a ketrecébe, Mavrik nyüszíteni kezdett, bizonyítva, hogy biológiailag éppúgy kondicionálva van az emberi figyelemre, mint a kutyák.

A rókatelepen folyó kísérlet persze pontosan az, ami: tudományos kísérlet. Ez a vállalkozás arra kényszerül, hogy az állomány azon egyedeit, amelyek nem válnak be kísérleti alanyként, prémállattelepeknek értékesítse. Kényes dolog eldönteni, melyik állat megy és melyik marad. – Ez érzelmileg nagyon nehéz – vallja be Trut.

Luda, a tolmácsom, végül örökbe fogadta a gesztenyebarna rókát, egy játszópajtásával, Peterrel együtt. Most a Moszkva környéki dácsáján laknak. – Mavrik és Peter a hátamra ugranak, amikor letérdelek, hogy enni adjak nekik, és leülnek, ha megcirógatom őket – meséli. – Nagyon szeretem őket.

Vote it up
137
Tetszett?Szavazzon rá!