延續血脈一萬年 —— 北極區雪橇犬

即使沒養狗,大家也都看過狗。狗是第一種馴化動物,而且歷史久遠到連考古學家也不清楚狗是怎麼來的,只能肯定是一萬年以前,或許還不只一個起源。多年來人類培育出差異極大的各種品系,吉娃娃、貴賓狗、鬥牛犬、哈士奇、藏獒都是狗。一項探討雪橇犬歷史的研究發現牠們身在北極長達一萬年,血脈仍延續至今。

科學家近年來順利由遺骸、化石這類材料取得大量古代生物的 DNA,是一大科學突破。最早記錄來自 70 萬年前一種已經滅絕的馬,幾萬年內的樣本更是不計其數,這些取自古代生物的樣本就像一個個時光切片,原汁原味保留著當時的遺傳風貌——復原古代基因組,就能直接認識生物的遺傳歷史。

新研究取材對象是一隻古狗的下顎,距今約 9,500 年,來自俄羅斯境內的若霍夫島(Zhokhov Island),此島位於北緯 76 度、東經 152 度,算是典型的北極環境。遺傳學家從古狗下顎取得大量 DNA 片段,拼湊出且算完整的基因組;另外為了比較,也由 5 處地點取得 10 個現代格陵蘭雪橇犬的樣本。

之前也有一些古狗的基因組問世,和古代與現代各地的狗相比對,遺傳上若霍夫古狗最接近現代各型號的雪橇犬,包括格陵蘭雪橇犬、阿拉斯加雪橇犬(Alaskan malamute)、阿拉斯加哈士奇、西伯利亞哈士奇,以及之前發表的美洲古代狗。由此推論,北極區狗的血緣,9,500 年來應該有著相當的延續性。

交融與瓶頸

狗是由狼演化而成,狗和狼仍然可以交配並生下後代。新研究還由西伯利亞東北部的亞納遺址(Yana RHS Site,北緯71度)取得一個 3 萬 3,000 年前的古狼基因組,遺傳上牠最接近 3 萬 5,000 年前於泰梅爾半島(Taymyr Peninsula,北緯 74 度)出土的狼。交叉比對後可以看出,住在北極區的古狼和狗之間有過遺傳交流,使得北極區的狗具備當地古狼的 DNA。

此一發現並不意外,狼狗混血十分尋常,例如住在青藏高原的藏獒,和當地的狼就有些許混血的跡象。然而,住在北極附近現代的狼,竟然和雪橇犬之間缺乏遺傳交流。乍看之下,這點相當奇妙,因為自有歷史紀錄以來,狗在北極區與狼生下後代時有所見,可是卻無法在 DNA 特徵中見到?有個可能解釋是,混血不利於生存,或是不被人類喜歡,所以在歷史中失傳了。

另外,格陵蘭雪橇犬不久前經歷過只有少數個體傳承下來的遺傳瓶頸(註1),約在 850 年前,同為伊努特人的祖先從東北亞故鄉移民到美洲的年代。看來如今的格陵蘭雪橇犬,應該是當年與人一同移民美洲,為數不多狗狗的後裔。

格陵蘭雪橇犬。(Getty Images)

缺乏澱粉

遺傳受到各種因素影響,飲食也是一個因素。與人共生的狗和野生的狼,消化澱粉的酵素基因 AMY2B 上有明顯差異,狗的 AMY2B 基因數量遠多於狼。世界各地的狗分別擁有 2 到 20 個 AMY2B 基因,狼卻幾乎都只有2個。之前的古狗遺傳學研究發現,至少 7,000 年前有些狗的 AMY2B 基因數目已經有所增加,應該與牠們和農夫共同生活,飲食中含有不少澱粉有關。

澳洲野生的澳洲野犬(dingo)和北極區的哈士奇,是 AMY2B 基因數量最少的狗,牠們日常飲食中都缺乏澱粉。這次則發現,不論古代或現代的雪橇犬,AMY2B 基因數目也都沒有增加,符合牠們飲食少有澱粉的背景。

基因適應

北極又乾又冷,對生物不是友善的環境,住在北極的生物通常會演化出各種適應,部分適應更有遺傳基因上的基礎(註2)。統計分析指出,雪橇犬某些基因如 TRPC4 與 CACNA1A 似乎涉及適應。同一個基因不見得只有單一功能,有時候影響相當複雜,TRPC4 可能牽涉到呼吸能力。值得一提,住在東南亞、以潛水聞名的巴瑤人,他們的 CACNA1A 也有受到天擇的跡象,此一基因也許和缺氧的適應有關。

這些有利生存的遺傳特徵,在北極應該已經存在許久——因為 9,500 年前的若霍夫古狗和現代的雪橇犬,兩處基因變異看似相同。

不過現代雪撬犬還有其他基因,如 SLC25A40 與 APOO 受到正面天擇,若霍夫古狗卻沒有,可見它們是比較新的遺傳適應。這兩個基因關乎脂肪酸的調控,可想而知,住在寒冷的北極,脂肪酸的利用相當重要。不同生物一旦面臨類似環境壓力,時常會演化出相似的特徵,即趨同演化。有趣的是,北極熊類似的基因 APOB 和雪橇犬的 APOO 一樣受到天擇,應該是同住北極,產生趨同演化的結果。

阿拉斯加雪橇犬。(Getty Images)

北極的狗,最初應該是被人類帶去的,現在我們知道,現代雪橇犬至少可以追溯到 9,500 年前北極區的狗狗。人類最早在北極活動的記錄超過 4 萬年,當時還沒有狗,不過在北極這麼艱困的環境討生活,後來有狗的幫助應該很大。

因為若霍夫島等北極區的早期遺址中,存在北極熊、馴鹿的骨頭,表示當時的人曾經獵捕大型動物再運回營地。考古學家還發現某些遺址中出土的黑曜石,原料產自非常遙遠的地點,最遠距離甚至可達 1,500 公里;那時極區各處居民形成極大範圍的交流網路,估計達到 4,000 平方公里——若是沒有狗與雪橇的協助,冰原歷險記恐怕很難上演。


註1:遺傳瓶頸指一個族群,在歷史上有一段時間只有少數個體傳承下來,大幅降低原有的遺傳多樣性。

註2:遺傳適應即某些發生於基因層次上的改變,有助於生物的生存。

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