Весь в хозяина. Что собачьи гены могут рассказать о человеке?

«Кто хорошая собака? Ты? Ты хорошая собака! Вот умница! Соскууучилась?» – такую «беседу» можно услышать каждый вечер в доме, где преданный питомец дожидается хозяина или хозяйку с работы. Характеристики этой речи: голос выше, темп медленней, артикуляция намеренно четче – описаны не в одной научной статье. То, что в русском языке презрительно именуют «сюсюканьем», на самом деле представляет собой эволюционно закрепленный способ родительского поведения – «материнский язык». Такая речь помогает обратить на себя внимание малыша и на первых порах позволяет ему или ей быстрее осваивать лексику. 

«Материнский язык» – не единственная часть родительского поведения, которую люди перенаправили на собак. Бобиков и Шариков по всему миру тискают, гладят, целуют, а главное – им заглядывают в глаза. Для людей это обычное дело – ребенок начинает искать зрительного контакта с окружающими примерно с 7-недельного возраста. Но для представителей семейства псовых это нонсенс. Волки, даже ручные, никогда не смотрят в глаза – для них этот взгляд означает угрозу. 

Собаки же радостно таращатся на хозяев не реже, чем это делают человеческие дети. И не случайно кажется, что этот взгляд говорит: «Я так сильно люблю тебя. Я хочу быть с тобой каждую минуту». В 2015 году на обложку журнала Science попала статья японских исследователей (Nagasawa M. et al., 2015), которые доказали, что собаки «взломали» человеческую систему формирования привязанности между родителями и детьми. Ученые собрали в лаборатории 30 собак и их хозяев и оставили каждую пару наедине под наблюдением камер. Через полчаса у всех участников эксперимента взяли анализ мочи, чтобы проверить изменение уровня окситоцина, известного как гормон эмоциональной привязанности. Он же, к примеру, сильно повышается у матерей в период кормления грудью и у любого человека во время оргазма. Выяснилось, что чем дольше собака смотрела в глаза хозяину за время, проведенное наедине, тем больше окситоцина у него вырабатывалось. Физический контакт и разговоры с собакой не давали такого выраженного эффекта. Интересно, что на самом верху окситоцинового рейтинга очутились те люди, которые в анкете перед началом эксперимента наиболее высоко оценили свою эмоциональную связь с питомцем. У самих мохнатых рекордсменов по игре в гляделки уровень окситоцина повышался заметней, чем у остальных собак. Ученые сделали вывод, что взгляд глаза в глаза – это кнопка «пуск» для гормонального механизма с положительной обратной связью. Собака доверчиво глядит на человека, у него взлетает окситоцин и заставляет больше внимания уделять питомцу. А тот тоже испытывает подъем окситоцина и еще настойчивей ищет контакта с человеком. Настоящий завод по производству взаимной любви. Исследователи также подчеркивают, что похожие результаты были получены при изучении влияния окситоцина на взаимодействие родителей с маленькими детьми.

Генетический друг 

Конечно, собаки не просто выучили какой-то трюк и коварно им пользуются. Они и сами сидят на игле человеческого внимания и ласки. Исследование в рамках проекта Dog Project (Университет Эмори, США) показало, что 13 из 15 собак в качестве награды за выполнение задания предпочтут ласку еде. Это не субъективная оценка: ученые смотрели на степень активации центра вознаграждения в собачьем мозге с помощью функциональной МРТ. Небольшое число подопытных в этом эксперименте связано с тем, что собак нужно долго тренировать, чтобы они неподвижно сидели в шумном сканере – не все способны на такой подвиг (Cook P. еt al., 2016). В другом исследовании (József Topál еt al., 2009) сравнивали, как ведут себя ручные волки, домашние собаки и человеческие дети, выбирая между двумя коробками, в одной из которых спрятано вознаграждение. Сначала экспериментатор на глазах у испытуемого прятал награду в одну из коробок и, давая подсказки, позволял найти ее. Затем снова прятал вознаграждение, но на этот раз подсказки были ложными – он указывал на неправильную коробку. Волки при этом «плевали» на то, что там показывает человек, и верили своим глазам. А вот дети и собаки «велись». Они упорно искали награду там, куда указывал экспериментатор, и очень удивлялись, обнаружив коробку пустой. Это говорит о том, что в процессе одомашнивания собаки стали, как люди, гиперсоциальны. Они не только ищут общения с человеком, но и полагаются на полученную от человеческой стаи информацию больше, чем на собственные «суждения» о действительности. 

ПРИ ЭТОМ СОБАКИ ОСТАЮТСЯ потомками диких хищников. Случаи нападения собак на людей, увы, не редкость, а степень агрессивности различается не только между особями (что можно было бы списать на «собачью жизнь»), но и между породами. Вместе с врожденной социальностью это делает собак идеальными животными для исследования генетических основ агрессии и дружелюбия и связанных с ними расстройств социального поведения. 

Исследователи из Линчёпингского университета в Швеции провели генетическое сравнение 190 лабораторных собак породы бигль (Persson M. E. еt al., 2016), которых разделили на группы по склонности искать социального взаимодействия с людьми. У самых дружелюбных обнаружились однонуклеотидные замены, то есть отличия на одну букву кода ДНК, в пяти генах. И четыре из этих пяти генов у людей оказались связаны с нарушениями социального поведения, в частности, аутизмом, синдромом дефицита внимания и агрессивным поведением у подростков. «Обнаружились» и «связаны» еще не означает, что именно эти гены управляют социальным поведением. По отдельности это могут быть просто совпадения. Однако если совпадений становится много, впору говорить о закономерностях. Как минимум про один из отмеченных шведскими учеными генов (COMT) известно, что он кодирует фермент, играющий важную роль в распаде нейромедиаторов-катехоламинов (дофамина, адреналина, норадреналина). Этот же ген несколько отличается у разных пород собак. То и другое вместе указывают, что ген COMT почти наверняка влияет на поведение и у собак, и у людей.

ЕЩЕ ЛЮБОПЫТНЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ, проведенное в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Ученые обнаружили, что у собак разных пород с гиперсоциальностью связаны изменения в том же участке генома, делеция (выпадение кусочков) которого у людей вызывает синдром Уильямса (Vonholdt B. M. et al., 2017). Люди с этим врожденным заболеванием имеют особое строение лица, называемое «лицом эльфа», и страдают от умственной отсталости. Главной же особенностью синдрома Уильямса является сверхдружелюбие больных. Эти люди едва справляются с бытовыми задачами, но ужасно словоохотливы и всегда стремятся быть поближе к другим. У них от рождения высокая способность к эмпатии: им весело, когда другим весело, и грустно, когда другие печалятся. Они доверяют всем и каждому, как будто у них генетически сломан «стоп-кран», заставляющий настороженно относиться к незнакомцам. Сложно представить, что могло бы по описанию больше походить на поведение обычной домашней собаки.

Страх и ненависть 

Вспомним, однако, что собака бывает кусачей – обычно, и правда, не от хорошей жизни, как показывают исследования собачьих генов. Склонность к агрессии у наших четвероногих друзей идет бок о бок с боязливостью. Ученые из США сравнили геномы нескольких сотен собак разных пород (Zapata I., Serpell J. A., Alvarez C. E., 2016) и обнаружили 12 генов, связанных со страхом и агрессией. Причем разбросаны по геному они были неравномерно. Изменения в одних участках генома вели к агрессии, направленной на хозяина, и одновременно к склонности соперничать с другими собаками и синдрому разлуки – когда собака при расставании с хозяином начинает буквально сходить с ума, лаять, рвать предметы, отказываться от еды. Другие – к агрессии против незнакомых людей и собак и несоциальным страхам вроде боязни громких звуков. Сейчас будет ненаучный вывод: похоже, одни собаки проявляют агрессию к незнакомым, потому что защищаются от якобы исходящих от них угроз, а другие проявляют агрессию к хозяину, потому что им кажется, что он вечно где-то там «изменяет» им с другими собаками. Помимо причин собачьей агрессии, это исследование способно кое-что рассказать и о поведении людей. Авторы указали, что почти все гены, вызывающие у собак несоциальную боязливость и агрессию против незнакомцев, регулируют работу гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Гормоны гипоталамуса у всех животных не только «дирижируют» многими функциями организма, но и действуют на психику, например, вызывая тревогу. Поэтому попытки понять, почему бывает кусачей собака, могут пролить свет на такие человеческие проблемы, как социальная тревожность и панические атаки. 

Об этом косвенно говорят и результаты другого исследования. В нем у собак, имеющих в «анамнезе» эпизоды агрессии, обнаружили повышенный уровень гормона вазопрессина в крови (MacLean E. L. et al., 2017). Вазопрессин, он же антидиуретический гормон (АДГ), – как раз один из гормонов гипоталамуса, который, с одной стороны, контролирует функцию почек, с другой – является противоположностью окситоцина и вызывает ощущение тревожной подозрительности по отношению к другим. Именно с подавлением выработки вазопрессина связывают расслабляющее действие алкоголя. Нет вазопрессина – и сразу кажется, что все вокруг очень неплохие ребята и им нравится, как вы поете в караоке.

Ты меня понимаешь 

К слову о том, как стать душой компании. Собаки, в отличие от подвыпивших людей, с этим справляются на ура. Ведь важно не только быть уверенным в себе. Нужно уметь слушать других и понимать их желания и намерения. Ряд экспериментов показал, что наши питомцы понимают нас даже лучше, чем ближайшие родственники – шимпанзе. В одном исследовании собакам и шимпанзе предлагали догадаться, где лежит вкусная награда. Часть из них требовала понимания причинно-следственных связей – например, экспериментатор прятал лакомство в одном стаканчике, а другой оставлял пустым. Потом он брал случайный стаканчик и тряс его. Если у вас есть некоторое представление об устройстве физического мира, вы легко поймете: шорох или стук означают, что в стаканчике что-то лежит, отсутствие звука – что он пуст. Так вот шимпанзе щелкали такие задачки как орешки, проявляя достойную звания высших приматов рассудительность. Собакам же такие намеки ни о чем не говорили. Зато они гораздо лучше шимпанзе умели найти ключ к разгадке в поведении экспериментатора: например, следили за направлением взгляда (Bräuer J. et al., 2006). 

БУКВАЛЬНО ПАРУ ЛЕТ НАЗАД исследователи из Университета Аризоны устроили настоящее «большое соревнование» по социальным навыкам между собаками, шимпанзе и двухлетними детьми (MacLean E. L. et al., 2017). Три группы подопытных и 25 испытаний. Среди них опять были те, что требовали смекалки, и те, что требовали умения извлекать полезную информацию из поведения человека. Например, участники должны были запомнить, в каком контейнере лежит угощение, чтобы найти его через какое-то время (тест на рабочую память); понять, что награда всегда лежит в контейнере определенного цвета и формы (тест на обнаружение закономерности); попытаться открыть намертво запечатанный контейнер с наградой в присутствии взрослого человека, у которого можно попросить помощи (тест на способности к кооперации); решить, контактировать ли с человеком, по тону его/ее голоса (тест на способности распознавать эмоции по интонации) и т. д. Когда ученые обработали результаты, оказалось, что у человеческих детей и собак много общего. Они отлично понимают эмоции, но заваливают тесты на логику. Шимпанзе на их фоне оказались гениями, правда, с проблемами в понимании поведенческих подсказок. Одна логика, никакой душевности. Ученые полагают, что эти особенности – врожденные. Все шимпанзе были выращены людьми и не страдали от недостатка социального взаимодействия. А вот среди собак были песики с разными судьбами – и домашние любимцы, и приютские бродяги. Но все они одинаково хорошо понимали людей.

ЕСЛИ У ВАС ЕСТЬ СОБАКА, скорее всего, вас эти результаты не удивляют. Хозяева вообще уверены, что их питомец понимает человеческую речь. Для них – хорошие новости: наука это подтверждает. Во всяком случае, ученые из Будапештского университета, исследуя реакцию собачьего мозга на произнесенные слова с помощью фМРТ-сканера, обнаружили, что, как и у людей, слуховая кора у собак в правом полушарии реагирует на интонацию речи, а тот же участок в левом полушарии откликается на значение известных слов (Andics A. et al., 2016). Например, если сказать собаке что-то вроде «Плохая собака! Фу!» тем же тоном, каким ее обычно хвалят, у животного случится своего рода когнитивный диссонанс. 

Ученые Dog Project установили, что собаки по-разному реагируют на уже известные и на новые слова (Prichard A., Cook P. F., Spivak M., 2018). Неизвестные – в эксперименте в их роли выступала заранее придуманная бессмыслица – вызывают гораздо более сильную активацию в слуховой коре. Как будто собака силится понять или запомнить новое слово.

НАШУ ОСОБУЮ СВЯЗЬ ПОДТВЕРЖДАЮТ и другие исследования. Например, в Токийском университете выяснили, что собаки чаще зевают, если рядом зевает их хозяин. При этом зевание незнакомцев они в основном игнорируют и отличают настоящий зевок от простого открывания рта (Romero T., Konno A., Hasegawa T., 2013). Может показаться забавным, но с точки зрения эволюционной биологии, «заразные» действия вроде зевания или смеха – серьезная вещь. Это подтверждает способность сочувствовать физическому или эмоциональному состоянию другого. Раньше она была зафиксирована только у людей и наших родичей приматов. 

Еще в двух экспериментах, проведенных в Японии, обнаружили, что собаки склонны игнорировать угощение, если его предлагает человек, который до этого у них на глазах отказал в помощи их хозяину (Chijiiwa H., Kuroshima H. et al., 2015; Anderson J. R., Bucher B., Chijiiwa H., 2017). 

Все эти исследования – не только повод лишний раз умилиться славным песикам. Социальность собак интересна и сама по себе, но еще она позволяет проводить с ними широкий спектр экспериментов по изучению интеллекта у животных. Какой еще зверь за вкусняшку и поглаживание согласится сидеть в МРТ и решать задачи? Возможно, благодаря собакам мы узнаем о зверином мышлении столько нового, что дружно заделаемся в вегетарианцы. Пример собак, как минимум, показывает: если мы не понимаем животное, это еще не значит, что оно не понимает нас.

Богатое племя 

Собаки бесценны для науки еще и по другой причине: их племя обладает бесконечным генетическим разнообразием. Сравните питбуля и пуделя, чихуахуа и сенбернара – представители никакого другого вида наземных животных не отличаются столь драматически по форме и размерам тела. Ученые всего мира, объединенные проектом CanMap (Canine Map – дословно «карта собаки»), сравнивают геномы разных пород собак и пытаются понять, какие гены в целом у млекопитающих заведуют такими базовыми характеристиками, как рост, строение костей черепа, длина конечностей, развитие мышц. Вполне вероятно, что гончие или бойцовые породы собак дадут нам ответ на вопрос, почему среди людей есть прирожденные спортсмены, а есть те, кто 10 лет ходит в спортзал, но растут у бедолаги только счета от фитнес-тренера.
Оборотная сторона этого разнообразия – инбридинг, то есть близкородственное скрещивание внутри породы, за счет которого и рождается ее «чистота». Будем откровенны, для собак это не очень хорошо. Чистокровные породистые собаки, как наследники древних аристократических фамилий, несут на себе груз генетических мутаций. Но что плохо для собаковода, хорошо для генетика, изучающего наследственные заболевания. Представьте, что вам нужно выявить гены, ответственные за возникновение болезни. Как лучше это сделать? Взять две группы испытуемых, больных и здоровых, которые еще при этом сильно отличаются по характеристикам? Или взять больных и здоровых родственников, у которых даже родимые пятна одинаково расположены, и посмотреть, чем отличаются они? Конечно, второй вариант. Для специалиста по генетике это как сыграть в игру «найди 10 отличий», притом что картинки в целом одинаковые. Вот только наследственных болезней у людей много, а таких сообществ, где все друг другу приходятся родственниками и избегают вливаний «свежей крови», почти нет. Близкородственным бракам хранят верность разве что изолированные поселения амишей, меннонитов и мормонов в Северной Америке.

ДРУГОЕ ДЕЛО – СОБАКИ. Минимум 350 официально признанных пород с задокументированной родословной – все по сути представляют собой изолированные популяции. И есть десятки наследственных болезней, которые собаки делят с людьми. 

Например, нарколепсия. При этой болезни животное или человек может внезапно уснуть в любой момент. Предсказать заранее или предотвратить приступ невозможно. Мало того, что это пугает. Для человека это еще и почти несовместимо с самостоятельной жизнью. Можно упасть по пути в магазин или отрубиться, стоя на табурете и вкручивая лампочку. В 1999 году группа ученых из Стэнфордского университета и Центра изучения рака им. Розуэлла-Парка (США) обнаружила генетическую мутацию, вызывающую нарколепсию у доберманов (Mignot et al., 1999). Оказалось, это мутация в гене, кодирующем рецептор нейронов мозга к гипокретину (орексину). Функция этого нейромедиатора – поддержание мозга в состоянии бодрствования. Впоследствии такая же мутация была найдена у людей, страдающих нарколепсией. 

Другая болезнь, ключ к пониманию которой могут дать наши питомцы, – обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР). У людей оно проявляется навязчивыми действиями и мыслями, одержимостью порядком и симметрией: например, человек не может выйти из дома, пока вся одежда в шкафу не будет висеть по цвету. У собак это расстройство проявляется только в действиях и называется просто компульсивным (обсессии – это навязчивые мысли, есть ли они у животных, мы наверняка сказать не можем). Бультерьеры гоняются за своим хвостом, доберманы вылизывают лапы до проплешин, кинг-чарльз-спаниели ловят воображаемых мух. Откуда мы знаем, что у людей и собак одно и то же расстройство? Во-первых, на МРТ видно, что в их мозге происходят одни и те же изменения. Во-вторых, им помогает одно и то же лечение – курс антидепрессантов вроде «Прозака». Да, есть собаки, которые сидят на антидепрессантах. 

ОКР, как и прочие психические расстройства, является полигенным: его вызывает не одна генетическая поломка, а множество. Однако уже сегодня известно несколько генетических мутаций, подозреваемых в возникновении ОКР. Одни влияют на работу синапсов – контактов между нейронами (Hyun Ji Noh et al., 2017). Другие устраивают неполадки в работе рецепторов к серотонину (Dodman N. et al., 2016). Третьи изменяют структуру кадгерина – вещества, молекулы которого «прошивают» мембраны клеток мозга, скрепляя их механически и позволяя действовать как команда (Ruqi Tang, Hyun Ji Noh et al., 2014). И все они обнаружены у собак.

С БОЛЬШОЙ НАДЕЖДОЙ ученые смотрят и на собачьи исследования рака и депрессии. Две эти группы, казалось бы, разных болезней объединяет то, что в их развитие делают вклад и генетическая предрасположенность, и влияние среды. Но собаки, в отличие от людей, обычно не курят, не злоупотребляют алкоголем и фаст-фудом, не подвергаются хроническому стрессу на работе, не страдают от неразделенной любви или потери сбережений. Это значит, что, если у собаки диагностируют рак или похожее на человеческую депрессию расстройство, с гораздо большей вероятностью виноваты гены, а не образ жизни. 

И наше сходство, и наши различия в итоге идут только на пользу отношениям людей и собак, делая их все ценнее. Но тут и удивляться не стоит – именно так обычно складывается настоящая дружба.