Ученые из Норвегии, Ирана и Казахстана установили, какие изменения в геноме домовых воробьев (Passer domesticus) позволили им быстро приспособиться к тесному соседству с человеком и когда произошел переход представителей этого вида к синантропности.
Домовый воробей — крайне многочисленный и успешный вид птиц, и в настоящее время он встречается на всех континентах, кроме Антарктиды. Тем не менее, о его эволюции известно удивительно мало. Непонятно, когда этот вид выбрал человеческие поселения как основное место обитания. Интересно также, что по пути синантропности (выгодного сожительства с человеком) пошли не все домовые воробьи. Птиц подвида Passer domesticus bactrianus часто можно встретить на территории Ирана, Казахстана и соседних азиатских государств, но они избегают городов и сел.
Кроме домовых воробьев в Европе и Азии широко распространены несколько родственных видов. В их число входит черногрудый, он же испанский, воробей (Passer hispaniolensis) и его гибрид с домовым воробьем — итальянский воробей (Passer italiae). Они тоже склонны к обитанию вблизи человеческих построек, но не в такой степени, как Passer domesticus.
Чтобы понять, какие отличия в ДНК домовых воробьев (за исключением Passer domesticus bactrianus) помогли этим птицам адаптироваться к соседству с человеком, исследователи сравнили геномы 120 птиц: 46 домовых воробьев (из них 19 представителей подвида Passer domesticus bactrianus), 43 черногрудых и 31 итальянского. ДНК извлекали из крови птиц. Поскольку геномы птиц довольно консервативны (т.е. меняются в небольшой степени), по различии в ДНК родственных животных сравнительно легко определить время их расхождения в эволюции.
Анализ геномов трех видов воробьев показал, когда они отделялись от общих предков. Черногрудый воробей стал самостоятельным видом около 830 000 лет назад, но 10 000 лет назад стал скрещиваться с домовым воробьем, в результате чего возникли итальянские воробьи. (Интересно, что черногрудые воробьи активнее распространяют свои гены среди домовых, чем домовые — среди черногрудых.) Сам домовый воробей 11 000 лет назад начал распространяться по Европе и Азии с Ближнего Востока, и тогда же «нелюдимые» Passer domesticus bactrianus отделились от других подвидов. Этот процесс шел параллельно с распространением земледелия среди человеческих племен.
Известно, что пищеварительная система собак (домашние животные) в отличие от своих не привязанных к человеку родственников лучше справляется с обилием крахмала в пище. ДНК-свидетельства того, что домовые воробьи тоже приспособились к повышенному содержанию сложных углеводов в рационе, присущему земледельческим сообществам, обнаружились в гене AMY2A. Он кодирует фермент поджелудочной железы, позволяющий разлагать длинные молекулы крахмала на более короткие. У домовых воробьев присутствует вариант AMY2A, позволяющий производить более эффективную версию этого фермента. У Passer domesticus bactrianus «улучшенные версии» AMY2A тоже встречаются, но реже, чем у домовых воробьев других подвидов. Кроме того, ген COL11A у представителей этого вида отличается от такового у черногрудого и испанского воробьев. Он кодирует одну из разновидностей белка коллагена и влияет на формирование черепа и клюва. У синантропных подвидов домовых воробьев кости черепа и клюв толще, чем у их близких родственников. Однако не вполне понятно, как это связано с синантропностью.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B.