犬類研究的曙光

邢鴻飛/編譯

犬類研究的曙光

邢鴻飛/編譯

史前以來，狗就一直幫助著人類。圖中的狗狗們正跟隨著在西藏運送鹽巴的牧民

一只史前狗就要見到牙醫(yī)了。雅頓·休姆-比曼（Ardem Hulme-Beaman），這位27歲身材瘦高的愛爾蘭博士后帶上白口罩，從紙箱里取出一個小小的、有著5 000年歷史的下頜骨。他戴著手套的一只手，在一顆臼齒上輕輕地來回晃動，直到取下牙齒。這顆牙齒頂端參差不齊，表面泛著黃白色，但其根部卻呈褐色，看起來臟臟的。休姆-比曼為鉆機通上電，圓形鋸片發(fā)出刺耳的聲音鉆上了牙齒?？諝庵杏泄深^發(fā)燒焦的味道。博士后說：“這是個好兆頭。說明里面還有DNA?！?/p>

過去六個月中，休姆-比曼周游世界，一直在尋找類似的古代犬類的骨頭。他在俄亥俄州立大學的考古實驗室中找到很多所需的標本。實驗室里堆放著壘得高高的盒子里，有美國土著的手工藝品、裝滿靈長類動物牙齒的成排的塑料容器、各種各樣的顯微鏡、卡尺和研究論文，在其中他找到幾個鞋盒和煙盒，里面擺放著十幾種犬類骨骼：頭骨、股骨、下頜骨，以及椎骨。

這多少有些雜亂，看起來似乎更適合一個本身就比較零亂的領(lǐng)域。犬類是人類最早馴化的動物，早于所有的植物和其他動物。盡管該領(lǐng)域的研究進行了數(shù)十年，科學家們?nèi)匀粻幾h紛紛，狼群到底何時何地變成了人類忠實的伙伴。法國巴黎國家自然歷史博物館動物考古學家讓-丹尼斯·瓦因（Jean-Denis Vigne）特別提出了犬類對人類史前史和動物馴化特征研究的重要性，他說：“這個領(lǐng)域競爭激烈，爭議頗多。犬類與人類歷史有著如此深入緊密的聯(lián)系，大家都想有所了解。”

很快，人們就可能對這一切了如指掌。在兩位科學家從犬類研究爭論外圍介入的前所未有的休戰(zhàn)中，持不同立場的各方之間開始協(xié)同合作。在休姆-比曼和其他同行的協(xié)助下，各派研究者們共享樣本、對上萬個骨骼進行分析，并力求將多年的觀點不合與意見分歧置之腦后。如果這些努力得以成功，那些原先的競爭者們將揭開人類這最古老朋友的歷史，并同時揭開人類馴化史上最大的謎團之一。

查爾斯·達爾文率先打響了犬類研究戰(zhàn)斗的第一槍。在1868年出版的《動物和植物在家養(yǎng)下的變異》一書中，他提出疑問，狗是從某種單一物種進化而來，還是來自于罕見的交配，或者是狼和豺的交配產(chǎn)物。隨后，經(jīng)過了幾十年的推測，直到上世紀90年代末期，基因分析技術(shù)最終確定犬類的祖先是灰狼（兩者基因的相似度達到99.9%。）

但是，何時何地出現(xiàn)了進化的過渡一直是個謎。1977年，科學家們在以色列北部一個距今1.2萬年的遺址中發(fā)現(xiàn)了一具人類遺骸，其臂彎里有一只小狗，這表明犬類在中東地區(qū)已經(jīng)受到馴化，這一時間之后不久，人類開始農(nóng)耕生活。然而此后的發(fā)現(xiàn)，即俄羅斯洞穴和德國古代營地等地發(fā)現(xiàn)的頭骨又將犬類的起源向前推了4 000年。由此說明當人類還處于狩獵和采摘生活時，犬類已經(jīng)在歐亞大陸與人為伴。

牛津大學國家自然歷史博物館，格雷格·拉爾森正拿著一匹狼的頭骨（上圖）休姆-比曼（下圖）在檢查一只古犬類的下頜骨（中圖）

基因研究卻將這一畫面變得更復(fù)雜。1997年，對300多只現(xiàn)代犬和狼的一項基因分析發(fā)現(xiàn)了兩者在基因方面存在的差異，該分析旨在利用這些差異來計算狗從狼祖先分化出來的時間。研究的結(jié)論是，可能早在13.5萬年以前，犬類就已受到馴化。隨后的研究則提出另一更近的犬類起源，時間是不到3萬年前，但目前為止，起源的確切時間和地點仍然沒有定論。

瑞典斯德哥爾摩皇家理工學院遺傳學家彼得·薩沃萊寧（Peter Savolainen）表示：“市面上出版了很多相關(guān)書籍，但它們所提到的起源完全不同?！鄙鲜兰o90年代早期，薩沃萊寧在政府的一家法醫(yī)實驗室讀研究生，他開始對犬類起源的問題發(fā)生了興趣。他建立了世界上首個犬類基因數(shù)據(jù)庫，并在兩起未解的兇殺案中協(xié)助警察。他在尸體身上發(fā)現(xiàn)了狗的毛發(fā)，通過在全世界收集到的100種犬類的基因材料，幫助警察確定了兇手所養(yǎng)狗的種類。

薩沃萊寧知道，人們利用DNA將非洲確認為現(xiàn)代人類的發(fā)源地，讓他好奇的是，如果使用類似的方法，是否可以幫助他確定犬類的起源地。他說：“在我們有限的數(shù)據(jù)庫里，我發(fā)現(xiàn)了一種模式?！睎|亞的犬種在基因方面更顯多樣，這表明它們的起源更古老。隨著薩沃萊寧不斷擴大他的數(shù)據(jù)庫，他所發(fā)現(xiàn)的模式仍然存在。2009年，他發(fā)表了一份對全球超過1 500只狗的基因分析，結(jié)果顯示犬類很可能在不到1.63萬年前出現(xiàn)在中國長江流域的南方地區(qū)，那一時期正是人類從狩獵采摘生活向水稻種植的農(nóng)耕生活過渡的時期。他的研究團隊推測，這些早期的犬類或許依靠肉食生存。他說：“數(shù)據(jù)非常清楚明了。在我看來，基本問題已經(jīng)解決?！?/p>

而對于加利福尼亞大學洛杉磯分校的進化生物學家羅伯特·韋恩（Robert Wayne）來說，事情并非如此。韋恩是犬類基因?qū)W的知名前輩，早在上世紀80年代初期他便開始研究犬類基因，當時基因序列研究剛剛起步。和薩沃萊寧一樣，他也對犬類的起源產(chǎn)生了興趣。然而這兩位研究者得出的研究結(jié)果完全不同，在十幾年的時間里，彼此在論文和公開媒體上打起了口水仗。

這主要因為韋恩認為研究現(xiàn)代基因本身就是錯的。他說：“我們見過這樣的畫面，狗狗們住在家里，和我們一起散步。但現(xiàn)代的犬類與過去全然不同?！彼忉尩溃愅ǔc狼以及來自其他地區(qū)，尤其是在中國的其他犬類交配，那些地區(qū)貫通主要商貿(mào)線路的交通有可能將犬種從歐洲、中東以及亞洲的其他地方帶出來。他說，現(xiàn)代亞洲犬類中任何基因多樣性可能就是犬類之間遠距離交配的結(jié)果。“這就好比是，因為美國的人種基因存在多樣性，就下結(jié)論說人類起源于美國。”

一個放在圓盤中心的狗頭骨，科學家們準備為它拍照進行幾何形態(tài)測量

相反，韋恩將研究重點更多集中在古犬類的基因，期望能夠摸清犬類物種彼此相對孤立的時期。2013年，他和同事們發(fā)表了迄今為止有關(guān)古犬類和狼的基因的最廣泛分析結(jié)果。研究中，他們將來自亞歐和美洲大陸的18個犬類與狼的骨骼基因和來自全球的現(xiàn)代犬類與狼的基因進行比對，結(jié)果發(fā)現(xiàn)古犬類的基因與歐洲狼的基因最匹配，而且當代的犬類基因也與古狼的基因高度匹配。

這一研究讓團隊得出結(jié)論，犬類起源于一種生活在距今3.2萬年至1.9萬年之間的歐洲狼群，現(xiàn)已絕跡。這些早期犬類的膽固醇量與愛斯基摩狗非常相似，它們的狩獵能力和搬運重物的本事是生活在冰河時代的人類的福利，因為它們可以在寒冷的陸地上追捕猛犸象和其他大型獵物。

薩沃萊寧對此做出了抨擊，在2013年發(fā)表于《紐約時報》的文章中，他認為此研究存在“地域偏見”，因為韋恩的團隊并沒有使用來自東南亞的研究樣本。他說：“這就像你去研究人類的地理發(fā)源地，其中卻沒有來自非洲的樣本?！表f恩對此做出回應(yīng)，解釋道他沒有選擇來自中國的古犬類樣本，是因為中國沒有古犬；他表示，其實這進一步對犬類起源于中國的說法提出了質(zhì)疑。韋恩說：“我覺得我們之間是死路一條。我們沒法彼此交流?！?/p>

爭吵的不僅僅是遺傳學家們。2009年，比利時皇家自然科學館古生物學家米特耶·杰莫普雷（Mietje Germonpré）發(fā)文稱，她在博物館的檔案里發(fā)現(xiàn)了一個罕見的頭骨。盡管當初在比利時南部的戈耶洞穴中挖出這顆頭骨的科學家將它定性為狼的骨骼，但根據(jù)杰莫普雷的測量工具，該骨骼屬于一只狗。碳同位素年代追蹤顯示，頭骨可以追溯到3.2萬年前，比其他目前已知的古犬類存在的時間還早的多，它應(yīng)該可以最終確定犬類起源的時間和地點。

而批評聲接踵而來，杰莫普雷的分析被認為“不成熟”、“有誤導性”。批評人士表示，這件標本和其他一些得到假定的古代犬類骨骼一樣，可能僅僅是一個看起來有些奇怪的狼的骨骼。她回應(yīng)道，此動物可能就是一只早期的犬類，但沒有繁衍成今天的犬類，在原始的馴化過程中走了條死胡同。她嘆息說：“這個領(lǐng)域的水太深。比史前研究的任何其他領(lǐng)域還要多事?！?/p>

接著登場的是格雷格·拉爾森（Greger Larson）和基斯·多伯尼（Keith Dobney）。兩人九十年代初期相識于土庫曼斯坦，當時多伯尼和一支由多名英國考古學家組成的團隊在一個早期的農(nóng)耕村莊進行考古挖掘。拉爾森，剛剛從加州的大學畢業(yè)，初出茅廬，看上去默默無聞，戴著一頂棒球帽，穿著一雙休閑鞋。其他的考古學家，戴著松軟的帽子，穿著看起來臟兮兮的褲子，用多伯尼的話說，“他們認為這個毛頭小伙只不過是另一個美國預(yù)科生?！比欢瓲柹芸熳尶茖W家們刮目相看，他機關(guān)槍式問了一系列尖銳的問題。多伯尼回憶說：“當時多少有些讓人惱火，但他的熱情感染了大家。”幾天之后，拉爾森已經(jīng)和他的新伙伴一起去獵熊了。

幾年之后，拉爾森在牛津大學攻讀博士學位，而多伯尼回到阿伯丁大學，兩人都在英國，于是開始合作。他們都對豬的馴化過程感興趣，這種動物和狗一樣，在早期人類歷史發(fā)展中起到關(guān)鍵作用，但它們的起源卻迷霧一團。基于現(xiàn)代基因的初期研究結(jié)果顯示，在好幾個區(qū)域，人類已經(jīng)獨立馴化野豬。然而當他們將古代豬的基因與某種相對前沿的技術(shù)，即幾何形態(tài)測量法，一起融入實驗，他們發(fā)現(xiàn)漫長的動物交易和雜交歷史引出了無數(shù)馴化事件，而人們知道的可能只有一兩件。幾何形態(tài)測量方法包括對成千上萬的骨頭進行測量來弄清楚骨骼之間的個體差異。

“讀到所有這些關(guān)于犬類起源的論文，我們真的覺得挺沮喪?！崩瓲柹f，他現(xiàn)在是牛津大學的進化生物學家，“我們覺得我們對豬的研究有些過頭?！彼J為韋恩沒有精確地區(qū)分古代狼和古代狗的骨頭，而且他的樣本地域局限性太強。但他同時也挑出薩沃萊寧的問題，說他試圖把現(xiàn)代基因當作透視歷史的一扇窗戶?！斑@樣做就好比是一種顏色的一大鍋西紅柿湯。已經(jīng)做好了，便無法退回去弄清楚用了哪些佐料?！?/p>

拉爾森和多伯尼希望能從他們對豬的研究中獲得些啟發(fā)，從盡可能廣泛的研究地點，分析盡可能更多的樣本，并將古基因分析與幾何形態(tài)測量法結(jié)合起來。然而，要想做到這些，他們還需要大家齊心協(xié)力。

有錢能使鬼推磨。盡管犬類研究在公眾意識中顯得有些異軍突起，但它們并沒有獲得基金組織的特別關(guān)照。于是，很多科學家們只能把研究當作個人興趣或輔助項目，從其他經(jīng)費中擠點出來。拉爾森和多伯尼在2012年向歐洲科研基金資助機構(gòu)極力主張，申明犬類馴化在整個動植物馴化史上奠定了重要的一步。拉爾森說：“我們當時說，沒有狗就不要去談什么其他的馴化。就沒有文明史。”

此舉果然奏效。兩人一唱二合地籌到300萬美金，然后開始招兵買馬。“我們和其他研究者說，我們準備做犬類馴化研究。我們有經(jīng)費。想拉你們上船。”拉爾森回憶道。他的個性幫了大忙?！按蠹叶枷矚g他。人們并不把他當作競爭對手?！倍嗖嵴f。拉爾森也放下自己的架子?！拔腋嬖V大家，作為論文的作者我根本不在意自己的位置，我只想把論文寫出來?！?/p>

到2013年底，拉爾森和多伯尼已經(jīng)招募了15名合作者，其中包括韋恩、薩沃萊寧和杰莫普雷。12月，在為期兩天的會議上，他們重磅推出了項目的詳情。多伯尼回憶說：“你能感覺到會場的緊張氣氛。”但拉爾森緩和了當時的局面。他說道：“凡事如橋下流水都會過去。我們都該有所擔當?！?/p>

薩沃萊寧有機會接觸新的數(shù)據(jù)，對研究非常著迷。他說：“總是有很多東西需要我們學習。”韋恩很激動可以分析更多的樣本。他說：“格雷格贏得了很多人的信任和信心。這需要真本事。”目前，他們已經(jīng)開始對成千上萬塊骨骼著手研究了。

我們再把話題轉(zhuǎn)回俄亥俄州，休姆-比曼正在對第二顆犬齒鉆孔，但這一次他似乎有些緊張。這顆牙齒有一條細如發(fā)絲的裂痕，他擔心鉆的過程中牙齒會開裂或破碎：珍貴的基因樣本就在鉆出的碎末中消失，一件無可替代的博物館標本就此受到破壞。但休姆-比曼是幸運的，鉆孔結(jié)束擦去牙根的粉末，剩余部分完好無損。休姆-比曼將牙齒重新放回下頜骨中，并將牙根裝入一個小的密封塑料袋，然后送到英國進行基因分析。他興奮地說：“這是它最好的歸屬了吧。”

這位博士后作為犬類合作研究兩位樣本收集者中的一位，從他在阿伯丁大學的家鄉(xiāng)開始，到其他的大學、博物館、甚至私人收藏者家跑了11趟?！拔颐績傻饺芫鸵惶孙w機或火車?！彼榻B說。他探測了塞爾維亞的狼頭骨，抱回了瑞典的犬骨，翻遍了華盛頓特區(qū)史密森尼博物院的檔案。多數(shù)的目的是掃描科學文獻，與相關(guān)專家交談，以及在專業(yè)和業(yè)余的考古學術(shù)會議上張貼海報。他說：“書桌抽屜里深藏著巨多的資料。”

休姆-比曼待在俄亥俄州是因為拉爾森從保羅·休利（Paul Sciulli），一位已經(jīng)退休又聽說了合作研究的人體人類學家，那里接到的一個電話。對方告訴拉爾森他接觸到很多古印第安犬類，部分是他在一些意想不到的地方親自挖掘出來的。休利拜訪并檢查了休姆-比曼的工作進展，他說：“有些地方你什么都發(fā)現(xiàn)不了。沒有房子，沒有村莊生活的痕跡。只有洞穴。就是人和狗。”大多數(shù)的狗大小如比格犬，有些在主人的臂彎里一同下葬?！八鼈儾皇且吧鷦游铩Ｋ麄兪羌彝サ囊环葑??！?/p>

以色列北部出土的距今1.2萬年前的人骨和犬骨（左上角），這是人類與犬類關(guān)系的早期證據(jù)

休利看到休姆-比曼如何接觸另一個標本，謹慎地將一個菠蘿大小的黃棕色頭蓋骨從一只塑料袋中取出。他把樣本放在唱片大小的圓盤上，相機下連著一只多節(jié)的機械手。接著他慢慢轉(zhuǎn)動圓盤，每兩秒鐘按一次快門，照片的圖像同時出現(xiàn)在旁邊的一臺筆記本電腦上?！拔覀兿朕k法讓電腦以為我們在繞著這個物體走?！彼忉屨f。等圓盤轉(zhuǎn)完360度，他已經(jīng)按了超過200次快門，一個三維立體的頭骨就出現(xiàn)在電腦屏幕上，旋轉(zhuǎn)著展示每個凹處和裂縫，休姆-比曼到哪里都可以帶著這個頭蓋副本。

如今，計算機實現(xiàn)了考古學家無法完成的事情：對顱骨進行幾何形態(tài)學分析。它可以作的成千上萬次測量遠遠超過長度或?qū)挾鹊膶用?，已?jīng)可以測出所需的真實形狀：如眼眶的精確弧度，每顆牙齒的凸出和鋸齒缺口。休姆-比曼表示，古基因可以告訴科學家一只動物的來源，但是只有這些形態(tài)測定數(shù)據(jù)才可以讓研究人員了解它們的馴養(yǎng)過程，例如，當狼進化成狗后，鼻梁的棱角就會變得更尖。

他說：“這是第一次，我們可以研究像在比利時戈耶洞穴中發(fā)現(xiàn)的那樣奇怪動物的頭骨，并且測量出它們到底有多奇怪。它們是正在演變成狗的狼？還是它們只是比較罕見的狼？”他表示，把基因分析和形態(tài)學測量兩種方法結(jié)合起來，應(yīng)該可以讓合作研究者確定這些犬類的來源，以及它們出現(xiàn)的時間。

休姆-比曼說：“考古學其實就是講故事。我想我們很快就能講一段精彩的故事?！?/p>

這一天即將結(jié)束時，休姆-比曼收起他的手提電腦、研究樣本，然后為下一站之行作準備，很有可能去土耳其伊斯坦布爾。休利建議繞一下，說在克利夫蘭有家博物館，有著從當?shù)赝诰虻摹俺砂偕锨У墓穷^”；他還說可以聯(lián)系博物館館長。休姆-比曼看上去有些疲倦，但依然面帶笑容?！疤昧?！”他說，“把他的號碼給我吧。”

拉爾森和多伯尼繼續(xù)不斷地打電話。他們的合作研究目前已有來自全世界各地的50位科學家，都是研究犬類、馴化史、動物考古學以及遺傳學方面的專家。拉爾森推測，研究小組至今分析的狼、狗和神秘未解的標本超過三千個，他希望小組在今年夏天能夠提交第一篇論文。他說：“我真的一直被團隊里每一個人所做的努力打動。我們比想象的還要志趣相投?！?/p>

拉爾森滿懷信心，研究工作將最終解開犬類馴化之謎，盡管一些專家對此并不確定。哈佛大學皮柏第博物館動物考古實驗室的主任理查德·梅多（Richard Meadow）提出告誡，僅僅用一堆數(shù)據(jù)并不能揭開謎底?！澳惬@得的樣本越多，事情就變得越復(fù)雜?！毙菽?比曼指出，即使現(xiàn)在有答案，可能會令一些合作者不快。

盡管如此，先前有過交鋒的陣營看起來似乎滿懷希望。薩沃萊寧說：“我愿意接受不同的結(jié)果。如果我錯了，那會有些讓人尷尬?！彼Φ溃骸暗茖W就是要找出真相。”韋恩對此表示贊同：“即使我們的結(jié)果與我的假設(shè)相悖，我也很開心。我就是要一個說法。”

[資料來源：Science][責任編輯：彥隱]