Найден турникет, отделивший человека от обезьяны

Геном похож на крутящуюся дверь супермаркета – гены прибывают и убывают как посетители. Именно скорость этой ротации, как показывает новое исследование, позволило человеку оторваться от шимпанзе в эволюционной гонке.

Бытует мнение, что предки человека и шимпанзе разошлись в эволюции пять миллионов лет назад. Генетики полагают, что различия между людьми и шимпанзе невелики – всего 1 или 2 процента. Однако для эволюции это большие цифры.

По сути, эволюция геномов достаточно разноплановый процесс – к появлению нового вида может привести не только изменения в последовательностях генов, но и увеличение числа копий гена, который при этом остаётся идентичным генам шимпанзе или гориллы. Иногда ген и вовсе может быть утерян. До последнего времени определение подобных изменений в эволюции живого мира было затруднено, поскольку требовало полных геномных последовательностей изучаемых видов.

Мэтью Хан с коллегами из университета Индианы использовал уже отсеквенированные геномы (человек, шимпанзе, собака, мышь и другие) для изучения эволюции животных и человека. Для этого были разработаны специальные статистические методы, которые позволили бы сказать, как быстро шли изменения в геномах животных. Учёных в первую очередь интересовало появление новых копий генов и элиминация (исчезновение) генов в геномах шести видов млекопитающих.

Было изучено приблизительно 120 тысяч генов из 10 тысяч генных семейств (гены сходные по строению и выполняемым функциям), сообщает Sciencenow.org. Как выяснилось, генетическая реорганизация у шимпанзе идёт быстрее, чем у собак или мышей, однако бесспорным чемпионом по реорганизации генома в эволюции был человек, гены которого «тасовались» в 1,6 раза быстрее, чем у обезьян и в 2,8 раза быстрее, чем у других млекопитающих. Благодаря этим быстрым изменениям, 6,4 процента человеческих генов не присутствуют у шимпанзе. Поэтому, убеждены учёные, нас с ними разделяет громадная пропасть.

Исследование выдвигает на первый план «важнейшую роль, которую генной реорганизации в эволюции млекопитающих», - подчёркивает биолог Джеймс Сикела из университета Колорадо. Он, однако, не исключает, что данные, полученные Ханом с коллегами, могут быть не совсем точны – в частности, трудно доказать полное отсутствие гена. Кроме того, дополнительные копии генов могут быть пропущены во время процесса расшифровки геномов.

Впрочем, главная заслуга исследователей из Индианы – установление закономерности. «Вы можете думать о геноме как о вращающейся двери супермаркета – гены продолжают прибывать и убывать, как посетители магазина», - говорит профессор Хан, который уже опубликовал полученные данные в журнале Genetics. Он утверждает, что реорганизация геномов обеспечивает «материал» для естественного отбора.

Генные семейства, которые быстро расширяются в эволюции также, показали образцы адаптивных изменений. Одно из таких семейств, отвечающее за работу мозга, привлекло особое внимание исследователей – у человека оно увеличилось вдвое.