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科学现场
寻找家猫的祖先
2007-07-11
柯南
    

    在过去几千年的时间里,猫曾被当作神灵受到崇拜,也曾被视为魔鬼而遭到憎恨,它的身世和它的气质总让人捉摸不透。如今,科学家正在逐步发现这种受人宠爱但是未被完全驯化的动物的祖先历史。

    在吉姆·戴维斯(JimDavis)的漫画里,加菲猫曾好几次威胁要把可爱的小猫纳尔曼用慢件寄到阿联酋的首都阿布扎比,这么做的动机大概是出于嫉妒心。如今,加菲猫或许可以给自己的行为找到一点理由:科学家的最新研究成果表明,中东地区是家猫的故乡。

    上个月,一组科学家对来自世界各地的野猫和家猫的基因组进行了分析,为它们整理出了一份遗传学的“家谱”,结果显示家猫和野猫在13万年前拥有共同的祖先,它们可能生活在中东地区。家猫这种许多人喜爱的动物的身世之谜,正在逐渐解开。

    最早的痕迹

    过去的1万多年里,人类影响力最深远的发明之一就是农业。人类从狩猎采集者转型成为定居的农民,在这个过程中人类驯化了各种野生动、植物,用于食用、生产活动和交通。从牛、马、驴到小麦和蔬菜,这些为今天的人类提供便利的物种都是由野生物种进化而来的。和人类关系最亲密的狗和猫也经历了这样一个过程。

    如今人们已经知道,狗是由狼驯化而来的。20世纪70年代末,科学家在以色列北部的纳图夫(Natufian)文化遗址发现了与早期人类埋葬在一起的狗的骨骼。据测定,这一遗骸距今大约1.2万年。科学家认为,这可能是人类最早驯化狗的例子之一。这一发现发表在了1978年出版的《自然》杂志上。

    但是猫的驯化历史看上去似乎比狗的驯化晚很多。科学家一般认为家猫的祖先应该是在欧亚大陆上生活的野猫。时至今日野猫和家猫的外形差别仍然很小。相比之下,不同品种的狗之间的外形差别(更不用说和它们的共同祖先野狼之间的差别)却足以让人惊叹。

    在西亚有许多新石器时代的岩画表现了猫的形象,至少这表明在那时候猫已经被人类注意到了。但是这无法直接证明当时人类是否驯化了猫。多年以来,人们认为最早驯化了猫的很可能是古埃及人。在古埃及,猫不仅仅是一种普通的宠物。古埃及人把猫当作神灵来膜拜。在古埃及的壁画和雕塑中可以见到猫神的形象。古埃及曾经有法律规定,如果有人杀死了一只猫,他将遭到死刑的惩罚,无论他是不是故意的。而猫死后常常被制作成猫木乃伊,放在神庙里保存起来。在距今2000多年的埃及壁画上曾经描绘过戴着项圈和首饰的猫。考古学家认为这表明猫至少在古埃及时代就已经被人类驯化了。

    2001年,科学家在地中海岛国塞浦路斯的一处新时期时代早期的墓中发现了一具猫的骨骼。这并不是首次在塞浦路斯发现早期人类与猫共存的证据。在20世纪80年代,科学家在塞浦路斯的另外一处新时期时代的地层中发现了一件猫的下颌骨,估计可能是公元前6000年左右的遗迹。

    由于塞浦路斯被地中海包围,距离土耳其至少有数十公里,当地不存在土生土长的野猫品种,事实上,科学家推测,包括牛羊在内的家畜也是由新石器时代的移民从欧洲大陆运送到塞浦路斯岛上的。

    而2001年的新发现则为人类驯化猫的过程提供了更多的证据。这具猫的骨骼埋在一个距离墓主人约几十厘米的坑里。在墓中还有大量的陪葬品,包括石器、工具和首饰。这组科学家推测这个墓的主人生前可能是当地的“精英人士”,因为在当地同时期的墓中通常不会有这么多的陪葬品。

    法国国立自然博物馆的让-丹尼斯·维加(Je an -D e n is V ig n e )领导了这项研究。他说:“首次在塞浦路斯发现猫的骨骼表明了人类把猫从大陆带到了岛上,但是我们还不知道这些猫是野生的还是驯养的。有了如今的这项发现,我们现在就可以认为这些猫与人类有关。”维加认为,在墓中既有贝壳,也有陪伴它的猫的墓穴,这表明了人类与猫之前存在强有力的关系。

    由于这只猫的骨骼是完整的,显示它并没有遭到屠宰,维加认为唯一的可能性就是这只猫和人埋葬在了一起。更有趣的是,墓主人和猫的骨骼放置是对称的,而且他们的头都朝向西方。维加认为,尽管他不清楚这是不是有意为之,但是如果这确实有意义,那么这就进一步表明了两者之间的紧密关系。

    由于此次发现的猫的骨骼已经不含胶原质成分,很难通过放射性同位素纪年直接测定它的生存年代。但是根据它所处地层的位置推断,这只猫以及墓主人应该生活在距今约9500年之前。这项研究成果发表在了2004年出版的《科学》杂志上。

    美国史密斯自然博物馆的动物考古学家美琳达·泽德尔(Melinda Zeder)认为,除了没有给猫戴上项圈,这只猫和人有意地埋葬在一起,有力地表明了猫在当时的塞浦路斯居民的生活中占有特殊的地位。

    不过,并非所有人都认为这项发现有很重要的意义。美国自然博物馆的古生物学家汤姆·罗斯威尔(TomRothwell)认为,即便维加等人使用了语气更弱的“驯服”而不是“驯化”来描述这一发现,他们的结论仍然太夸张了。他说,这只不过是一个人和猫埋在了一起,如果这只猫是宠物,那么墓里也应该有项圈等物品存在。维加则在当年晚些时候的《科学》杂志上回应了他的质疑。维加说,罗斯威尔提出的标准(例如项圈和笼子的存在)很少用于探查动物的早期驯化。

    进化的家谱

    与考古学的争论相比,来自遗传学的研究成果可能争议更少。英国牛津大学动物学系野生生物保护研究组的科学家与来自美国等国的同事合作,对亚洲、非洲和欧洲的野猫和家猫进行了一次“家谱”调查。他们的研究成果上个月发表在了《科学》杂志的网站上。

    古代的野猫是家猫的祖先。野猫这一物种分布于亚、非、欧三大洲,又可以细分为几个亚种。如今,这组科学家获取了来自979只野猫和家猫的遗传物质。对这些猫的基因组进行分析和比较之后,他们发现,来自欧洲、中东、中亚、南非和中国的野猫分别代表了野猫的5个独特的亚种。更重要的是,他们发现家猫和来自中东的野猫的亲缘关系最近。

    “我们的结果为家猫起源于中东野猫种群的理论提供了坚实的证据。”论文的作者之一、牛津大学动物学系的山口信幸(音)博士告诉笔者,“因此,关于家猫生物地理学起源的争论差不多可以结束了。”他说,由于这项研究,如今的考古学家可以把注意力放在更具体的问题上,例如中东的哪个地区可能是家猫驯化的中心。

    这组科学家为野猫的这5个亚种以及家猫确定了一份家谱。根据他们的分析,今天的所有这些野猫和家猫的共同祖先生活在距今约23万年前的时代。他们是根据猫的DNA“字母”的突变速率计算出这一时间的——生物的DNA以大致恒定的速率突变,这就构成了一架分子“时钟”。比较两种生物的DNA差异可以推算出它们在何时走上了不同的进化道路。今天的家猫和来自中东的野猫的分离时间最晚,它们的祖先生活在距今约13万年的时代。

    不过,山口指出,这个估计的时间是今天所有家猫和中东野猫的共同祖先生活的时代,并不意味着人类驯化野猫的时间是在13万年前。

    此外,这组科学家还分析了家猫的线粒体DNA。线粒体是细胞的“动力工厂”,它的DNA是独立于细胞核DNA遗传的。人和猫一样,线粒体DNA仅仅来自于母亲。通过比较家猫的线粒体DNA,他们发现这些家猫至少可以分为5个世系——在过去的13万年中,家猫的驯化可能在中东的不同地点至少发生了5次,随后,这些被驯化的家猫被人类带到了世界各地。

    中东地区是人类农业的摇篮——许多科学家认为,人类在这里发明了农业并定居下来。中东也是家猫的摇篮,这可能并非偶然。考古学研究表明,猫的驯化过程开始于9000多年前,这恰好与人类社会从狩猎、采集转向农业定居的过程相符。生活在新月沃地的最早的农民驯化了谷物,也驯化了诸如鼠类等谷仓动物。山口说,鼠类的增多吸引了该地区野猫的到来。同时,对野猫进行比较观察发现,来自中东的野猫似乎比其他野猫更加“驯服”。他们未来的研究目标之一就是找出控制家猫“驯服”特性的基因。“因此,谷物在中东地区的驯化再加上中东野猫‘驯服’的特性,可能在该地区家猫出现过程中扮演了一个重要的角色。”

    美国加州大学洛杉矶分校的遗传学家罗伯特·韦恩(RobertWayne)发表评论说,这项研究的结果表明猫在该地区被驯化是为了特定环境下的用途,也就是防止贮存的谷物被啮齿类动物破坏。

    另外,这项研究还表明了一个令人吃惊的事实,由于野猫和家猫的相似性,它们之间的繁殖正在让野猫种群“消失”。这组科学家发现,在他们本来认为属于野猫的108只个体中,有28只猫携带的线粒体DNA与家猫相似,这是野猫与家猫相互繁殖的结果。这组科学家说,他们的研究成果也有助于保存珍贵的野猫种群,包括目前濒临消失的苏格兰野猫。

    照片:野猫的分布(图例从上到下分别为野猫的历史分布和5个亚种的分布)

    

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