古代犬のDNAが人間との永続的なつながりを明らかにする

何百年もの間、人類の先史時代を研究する方法は一つしかありませんでした。ピスヘルメットをかぶり、アフリカや中東の砂漠に行き、骨や遺物を発掘し、その身体的特徴に基づいて推論するというものでした。そして現代遺伝学が登場しました。今や、現生人類のゲノムを研究するだけで、祖先が地球上にどのように居住していたかを推論することが可能になりました。この点における最後の大きな進展は、わずか10年前に起こりました。科学者たちが先史時代の骨格から古代の劣化DNAを抽出する技術を改良し、古代人類のゲノム配列を解読できるほどに進歩させたのです。こうして、ネアンデルタール人とホモ・サピエンスが交配し、私たちのほとんどがゲノムの中にネアンデルタール人のDNAをいくらか持っていることが発見されたのです。

しかし、人骨の研究だけでは、先史時代の人類文化についてまだ多くのことが分かりません。10月30日にScience誌に掲載された研究で、遺伝学者、進化生物学者、考古学者からなるグループは、別のデータ源である古代犬のDNAを活用しました。この研究は、犬の進化史の解明に役立つだけでなく、先史時代の人類文化に関する興味深い手がかりも提供します。それは、人間と犬との数千年にわたる密接な関係を解き明かすための窓を開くものです。

「これは人類史の理解に新たな一面を加えるものです」と、フランシス・クリック研究所のポスドク研究員であり、本論文の筆頭著者の一人であるアンダース・ベルイストローム氏は述べている。「ヒトDNAでは必ずしも明らかではない、異なる集団間の歴史的プロセスを明らかにすることができるのです。」

イヌは、生物学と人類学の両面から興味深い研究対象です。イヌは1万5000年から4万年前にオオカミから進化的に分岐しましたが、イヌ、オオカミ、ディンゴはすべて同じ種に属しています。分岐以来、人類はイヌを品種と呼ぶ遺伝的に異なる集団へと繁殖させてきました。イヌのゲノムを比較することで、これらの集団を生み出した人為的なプロセスを理解することができます。また、古代のイヌのゲノムを研究することで、はるか昔にそれらのプロセスがどのようなものであったかを解明することができます。

古代DNA研究は常に共同作業であり、この論文も例外ではありません。著者は56名です。その中には考古学者もおり、スペインやシベリアといった遠く離れた場所で、本研究で調査対象となった1万1000年前から100年前に生きていた27頭の犬の骨を発掘しました。他の著者は、これらの古代標本から遺伝物質を抽出し、その配列を解析した科学者です。そして、ベルイストローム氏のように、この27頭の犬、現代の犬、そしてオオカミの間の進化的関係の証拠を求めてデータを分析した研究者もいます。

古代DNAの研究には、いくつかの大きな方法論的課題があります。DNAは時間とともに劣化するため、古代ゲノム内の特定のA、C、T、Gについて確信を持つことは困難です。そこで、ベルイストローム氏と彼の同僚は、犬のゲノムを分析するためにF統計量を使用しました。これは、異なる標本のゲノム全体を互いに比較し、どの動物のペアがより近いか、またはより近いかを判断する方法です。「この統計量は、ほとんど仮定を必要とせずに、この標本はBよりもAに近いことを示しています」とベルイストローム氏は言います。「もちろん、それは必ずしも歴史的プロセスの観点から何が起こったかを示すものではありませんが、関係性に関する基本的な事実を教えてくれます。」科学者たちは、この関係データを使用して、犬の家系図がどのようなものであったかを推測することができます。この手法を使用することで、例えば、驚くべきことに、古代東アジアの犬は古代中東の犬よりも古代ヨーロッパの犬に近いことを研究チームは突き止めることができました。

この系統樹を構築することで、ベルイストロームと彼の同僚たちは驚くべきことを発見した。11,000年前、多くの人間集団が農業を採用する前、飼い犬の集団はすでに少なくとも5つの遺伝的に異なるグループを形成していたのだ。「氷河期の終わり、他の動物が家畜化される前に、犬はすでに別々の系統に枝分かれして世界中に広がっていました」とベルイストロームは言う。「これらの系統の多くは今日、現代の犬にまだ受け継がれています。」言い換えれば、今日のシベリアンハスキーやジャーマンシェパードのような犬種は、紀元前9000年頃、あるいはそれ以前には完全に分かれていた犬の集団の子孫である。「公園で犬を見れば、人間が農業を始める前、あるいは他の動物が家畜化される前にすでに始まっていたこのプロセスの結果が分かります」とベルイストロームは言う。

この情報は進化論の観点から興味深いだけではありません。他の動物種と密接な関係を築くずっと以前、初期の人類が犬とどのように関わっていたのかを知る手がかりも提供します。ミュンヘン・ルートヴィヒ・マクシミリアン大学の古ゲノム学教授であり、本研究のもう一人の筆頭著者であるローラン・フランツ氏は、この発見は狩猟採集民が特定の形質を意図的に生み出すために犬を繁殖させていた可能性を示唆するものだと考えています。「もしかしたら、人為選択はすでに強力だったのかもしれません」と彼は言います。「そして、それは人々が意識的に行っていたことだったのかもしれません」

11,000年前に別々の犬の系統が存在したという事実だけでは、先史時代の人類が犬についてどう考えていたかを伝えることはできません。しかし、フランツ、ベルグストーム、および同僚たちは、自分たちが作成した犬の家系図を古代人のDNAを使用して作成できる同様の家系図と比較することで、古代人と犬の関係についてより多くの手がかりを得るためにデータを精査することができました。彼らは、家系図の全体的な形が非常に似ていることを発見しました。たとえば、東アジアの古代人は、中東に住んでいた古代人よりも、ヨーロッパに住んでいた古代人とより近い親戚関係にありました。一見すると、この結果はそれほど驚くべきことではないかもしれません。人類が移住するときに犬を連れて行ったとしたら、最も親戚関係にある人類集団には最も親戚関係にある犬がいるはずです。そして、人間と犬の対応関係の一部は、人々が場所から場所へと移動するときに犬の仲間を連れて行ったことで確かに説明できます。しかし、進化論的に最も古いパターンに関しては、大きな問題がある。問題の人間集団は、犬が家畜化されるよりずっと前の45,000年以上前に分裂したのだ。

ベルイストロームとフランツは、犬の移動パターンが数千年前の人間の移動パターンに似ている理由を説明する理論を立てています。気候と地理条件から、紀元前4万5000年当時に旅行に適していたルートは、3万5000年後の交易（犬やその他の物資の交易）にも便利だった可能性があります。「これは、初期の人類集団間の接触が、人間のDNAからのみ読み取れる以上に多かったことを示唆しています」とベルイストロームは述べています。この理論が正しいと判明すれば、古代の犬のDNAは、動物の家畜化を超えた先史時代の人類文化の特徴を理解する上で役立っていた可能性があります。

しかし、この交易説は、少なくとも他の考古学的証拠によって裏付けられるまでは、まだ推測の域を出ません。「妥当な仮説ではありますが、アフリカからの人類の移動と犬の家畜化の時間スケールが全く異なることを念頭に置く価値はあると思います」と、スウェーデンのウプサラ大学比較遺伝学教授で、今回の研究には関与していないケルスティン・リンドブラッド＝トー氏は述べています。4万5000年以上前の人類の移動に影響を与えた地理的・気候的要因は、犬が家畜化された頃には大きく変化していた可能性があります。

家畜化以降、確かに一定のままであったものもあるようだ。研究チームの調査結果によると、1万1000年以上前にイヌがオオカミから分岐して以来、オオカミはイヌの個体群に大きく再侵入することはなかった（おそらく、現代のオオカミ犬ブームまでは）。イヌとオオカミは同じ種に属し、完全に健康な子孫を産むことを考えると、この発見は研究チームにとって驚きだった。彼らは、一部のオオカミが古代および現代のすべてのイヌと等しく近縁であるという観察からこの結果を推論した。これは、すべてのイヌが同程度のオオカミの祖先を持っていることを示している。論理的な説明は、オオカミが家畜化後、イヌの遺伝子プールに大きく貢献しなかったということだ。もしオオカミがイヌとの交配を続けていたとしたら、研究チームは、家畜化後に家系図にオオカミを持つイヌと、イヌの祖先しか持たないイヌと、すべてのオオカミがより近縁であることを期待していただろう。

しかし、どういうわけか、オオカミのゲノムに関しては逆のことが起こりました。イヌは一般的に、一部のオオカミとは他のオオカミよりも近縁であり、これはイヌが実際にオオカミの個体群に遺伝物質を提供したことを示しています。イヌとオオカミのこの非対称性には、単純な説明があるかもしれません。それは人間です。「これは、おそらく人間がイヌをしっかりと抱きしめ、大切に世話をし、オオカミが入り込まないようにしていたことを示しています」とリンドブラッド＝トーは言います。オオカミにはそのような守護者はいませんでした。

しかし、ケンブリッジ大学遺伝学科のポスドク研究員で、この研究には関わっていないリーサ・ルーグ氏は、この結果を客観的に捉えることが重要だと考えている。著者らの議論は、古代のオオカミと現代のオオカミの関係に関する特定の仮定に基づいており、これらの仮定は古代のオオカミを直接研究しなければ確認できないと彼女は指摘する。「著者らは、この現象が、現在では絶滅したオオカミの個体群で発生し、その個体群は現代のオオカミの個体群すべてと等しく関連しているという仮定に依拠しています」とルーグ氏は言う。「確かにそうかもしれませんが、そうでない可能性もあります」

この仮定、そしてベルイストロムとフランツの交易仮説の根底にある地理的・気候的一貫性に関する仮定は、彼らの結果と理論が、古代オオカミのDNAに関する同様の研究のような追加研究なしには検証できないことを意味しています。しかし、結局のところ、27匹の犬のゲノムは過去への狭い窓に過ぎません。これほど少量のデータを扱う場合、仮定は必要不可欠です。「DNAそのものはDNAに過ぎません」とベルイストロムは言います。「より広い解釈の文脈が必要なのです。」

証拠の少なさと、そのような古い骨から高品質の DNA を抽出することの難しさから、古代 DNA の研究は無謀な試みのように思えるかもしれません。なぜ現代の犬から遺伝子サンプルを入手して、そこから家系図を解明しないのでしょうか。しかし、古代 DNA には、特に犬に関しては、現代の DNA にはない明確な利点もあります。現代の犬の多くは、ビクトリア朝時代の犬の繁殖ブームに遺伝子プロファイルを負っているため、遠い過去の特徴を識別するのは難しい場合があります。現代の犬のゲノムで古代犬の証拠を探すのは、「干し草の山から針を探す」ようなものだとルーグは言います。そのため、情報源に直接アクセスすることが役立つ場合があります。「古代 DNA は、文字通り、タイムスタンプが押された過去の遺伝学的写真を私たちに与えてくれます」とルーグは言います。

したがって、現代の子孫を研究することで先史時代の犬について学ぶことは難しいかもしれませんが、古代DNAから得られる特別な洞察は、現代の人間と犬の関係性を理解するための貴重な文脈を提供してくれます。「犬は捕食動物、つまり肉食動物であるという点で、ある意味ユニークです。そして、農耕が始まるずっと前から狩猟採集民によって家畜化され、また、ほとんどの集団に急速に広まりました」とベルイストロームは言います。「この動物を仲間として受け入れることは、人間という種にとって、どういうわけか驚くほどうまく適合しているのです。たとえ、先験的には家畜化の対象にはなりそうにないように見えてもです。」ベルイストロームと彼の同僚の考えが正しければ、犬と共に暮らし、飼育し、保護し、犬を便利な道具としてだけでなく、社会的なつながりや精神的な支えの源として扱うという人間の伝統は、1万1000年の歴史を持つ可能性があります。作物の栽培方法を見つける以前から、人間は動物の世話をし、動物に世話をされる方法を知っていたのかもしれません。

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