Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Раскрытие биологического смысла обнаруженных генетических различий между человеком и шимпанзе и следов действия положительного отбора – отдельная, очень сложная задача, как видно из рассмотренного примера с FOXP2. Обычно ее решение откладывается на потом. Когда наступит это «потом», сказать трудно. К сожалению, науке еще далеко до четкого понимания связей между генотипом и фенотипом. Как правило, мы не знаем, как те или иные генетические различия сказываются на развитии и строении взрослого организма, а выяснять это долго, трудно и дорого. Поэтому сейчас многие генетики предпочитают заниматься масштабными «скринингами», во время которых генетические отличия человека от шимпанзе вылавливаются сотнями, но не осмысливаются, а только приблизительно сортируются по степени «перспективности».
К числу «особо перспективных» генов, выловленных таким способом, относятся ASPM и microcephalin. В них обнаружены явные следы действия отбора, а их связь с развитием мозга подтверждается тем, что мутации в них приводят к микроцефалии. Показано, что белок ASPM замедляет превращение эмбриональных стволовых нейроэпителиальных клеток в нейроны. Иными словами, клетки – предшественники нейронов в присутствии ASPM успевают поделиться большее число раз, прежде чем превратятся в нейроны, которые уже не могут делиться.
Ген microcephalin указывает на древнюю гибридизацию сапиенсов с другими видами людей
Как мы помним, люди современного типа (Homo sapiens) появились в Африке не позднее 195 тыс. лет назад. Впоследствии часть их вышла из Африки (о датировке этого исхода мы поговорим в главе «Великое расселение сапиенсов»). Сапиенсы заселили сначала Южную Азию, затем Австралию, Европу и, наконец, Америку. Расселялись они не по безлюдным местам – в Евразии жили представители других человеческих популяций, потомков более древних волн расселения из африканской прародины.
Мы уже упоминали об острой дискуссии по поводу того, имела ли место гибридизация между сапиенсами, вышедшими из Африки, и древним евразийским населением. В течение почти 20 лет преобладала точка зрения об отсутствии гибридизации, однако начиная с середины 2000-х годов чаша весов начала склоняться в противоположную сторону. Один из весомых аргументов в пользу того, что наши предки все-таки скрещивались с представителями коренного населения Евразии, получил американский генетик Брюс Лан с коллегами из Чикагского университета. Исследователи в течение ряда лет изучали человеческий ген microcephalin, мутации которого приводят к микроцефалии. Этот ген привлек к себе пристальное внимание, поскольку выяснилось, что он быстро эволюционировал у человеческих предков после того, как они обособились от предков шимпанзе. Сочетание двух этих особенностей (связь с ростом мозга и быстрая эволюция в человеческой линии) сделало ген microcephalin одним из самых популярных объектов у генетиков, занимающихся поиском генетических основ человеческой уникальности.
В сентябре 2005 года Лан и его коллеги опубликовали в журнале Science первые результаты своих исследований (Evans et al., 2005).
Они показали, что самая распространенная группа близкородственных вариантов (аллелей) гена microcephalin появилась в человеческой популяции всего 37 тыс. лет назад и очень быстро распространилась – очевидно, под действием положительного отбора. Ученые сделали вывод, что эта группа вариантов (которую они назвали группой D от слова derived, «производный») давала какое-то важное преимущество своим носителям, что и обусловило ее быстрое распространение.
Сначала ученые предполагали, что группа D появилась в результате мутаций одного из более древних вариантов гена, встречавшихся у сапиенсов. Это видно, в частности, по названию derived. Однако дальнейшие исследования показали, что происхождение D-аллелей было, вероятно, куда более драматическим (Evans et al., 2006).
Ученые определили последовательность нуклеотидов большого фрагмента гена microcephalin у 89 человек из разных регионов мира, получив таким образом 178 последовательностей (мы ведь помним, что большинство генов у каждого человека присутствует в виде двух копий, одна из которых получена от матери, другая – от отца). Оказалось, что в этой выборке имеется 86 различающихся аллелей.
124 из 178 последовательностей (70%) относятся к группе D.
«Время схождения» всех вариантов, входящих в группу D, составляет около 37 000 лет. Иными словами, все эти варианты происходят от одного предкового аллеля, который был частью генома какого-то нашего пращура, жившего 37 тыс. лет назад.
Попарное сравнение D-аллелей с другими (не-D-аллелями), а также не-D-аллелей между собой дало удивительные результаты. Между D– и не-D-аллелями обнаружились глубокие различия. Оказалось, что общий предок всех носителей D– и не-D-аллелей жил около миллиона лет назад, а общий предок носителей D– и не-D-аллелей – примерно 1,7 млн лет назад (см. рисунок).
Получилась парадоксальная картина: с одной стороны, D-аллели появились и стали быстро распространяться в человеческой популяции лишь 37 тыс. лет назад, с другой, разделение эволюционных линий D– и не-D-аллелей произошло 1,7 млн лет назад. Если бы D-аллели появились в результате мутаций внутри популяции H. sapiens, следовало бы ожидать, что время разделения D– и не-D-аллелей окажется сопоставимым с временем начала дивергенции (расхождения) D-аллелей (около 37 тыс. лет).
При помощи статистических тестов и моделирования авторы показали, что наблюдаемая картина не может быть объяснена на основе гипотезы о единстве предковых популяций – носителей D– и не-D-аллелей. Эти популяции, несомненно, долгое время существовали изолированно друг от друга. По приблизительной оценке, изоляция скорее всего возникла около 1,1 млн лет назад, но не позднее, чем 530 тыс. лет
- Обезьяны, кости и гены - Александр Марков - Биология
- Властелин ДНК. Как гены меняют нашу жизнь, а наша жизнь – гены - Шарон Моалем - Прочая научная литература
- Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы - Александр Марков - Биология
- Геологические поиски с рудорозыскными собаками (Основы дрессировки собак на поиски руд по запаху) - Александр Орлов - Прочая научная литература
- Николай Александрович Бернштейн (1896-1966) - Олег Газенко - Прочая научная литература
- Симбиоз с микроорганизмами — основа жизни растений - Фаня Юрьевна Гельцер - Биология / Зарубежная образовательная литература
- Вселенные: ступени бесконечностей - Павел Амнуэль - Прочая научная литература
- Почему Вселенная не может существовать без Бога? Мой ответ воинствующему атеизму, лженауке и заблуждениям Ричарда Докинза - Дипак Чопра - Прочая научная литература
- Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции - Лев Кривицкий - Прочая научная литература
- Странности эволюции-2. Ошибки и неудачи в природе - Йорг Циттлау - Биология