Генетики: нам есть куда расти

Многие полагают, что эволюция человека прекратилась. По их мнению, это случилось, скорее всего, тогда, когда человек научился защищаться от холода, голода и других негативных воздействий окружающей среды, посредством которых осуществляется...

Многие полагают, что эволюция человека прекратилась. По их мнению, это случилось, скорее всего, тогда, когда человек научился защищаться от холода, голода и других негативных воздействий окружающей среды, посредством которых осуществляется естественный отбор. Однако генетики обнаруживают все больше подтверждений того, что естественный отбор продолжается, следовательно, не прекращается и эволюция.

Ученые из пекинского Института генома предполагают, что ген, помогающий тибетцам жить в условиях пониженного содержания в воздухе кислорода, появился в их геноме не более трех тысяч лет назад. Если это открытие подтвердится, мы получим свежий пример продолжающейся эволюции человека. «Нет оснований думать, что эволюционный процесс замедлился», — говорит специалист по популяционной генетике Марк Стоункинг, работающий в Лейпциге.

Работу естественного отбора теперь можно наблюдать на материале всего генома человека. Это стало возможным после исследований, проведенных в рамках финансировавшегося в основном правительством США проекта «Hap Map». В ходе этой программы были исследованы образцы генома 11 человеческих популяций из различных стран и расшифрованы участки генома, в которых наиболее часты мутации.

Одним из характерных следов работы естественного отбора является снижение вариативности мутаций, накапливающихся в участках генома. Когда обеспечивающая эволюционное преимущество версия какого-либо гена закрепляется в популяции, соседняя с ним область генома у всей популяции приобретает схожий вид. Генетики разработали несколько методов для выявления таких случаев.

Всего до прошлого года было проведено 21 сканирование генома на предмет выявления следов естественного отбора. Было установлено, что 4243 гена (23% генома человека) находятся в незавершенной стадии естественного отбора. Настолько высокий процент оказался для ученых неожиданностью.

Новый подход, разработанный доктором Анной Ди-Риенцо из Чикагского университета, заключается в наблюдении за генами, которые с наибольшей вероятностью могут изменяться в ответ на изменение факторов окружающей среды и питания и в сравнении данных для разных популяций. Наиболее убедительные доказательства работы естественного отбора были получены для популяций людей, обитающих в полярных областях планеты и питающихся в основном заготавливаемой впрок пищей, а также для популяций людей, употребляющих в пищу много корней и побегов. Отчет об этом исследовании доктор Ди-Риенцо и ее коллеги опубликовали в мае в «Вестнике Национальной академии наук».

Меньше всего признаков протекающего сейчас естественного отбора было выявлено у людей, обитающих во влажном тропическом климате, в котором зародилась человеческая раса. «Это объясняется, вероятно, тем, что человек изначально был лучше всего приспособлен для жизни именно в этом климате, а дальнейшие изменения происходили по мере расселения в областях с другим климатом», — предполагает доктор Ди-Риенцо.

Одним из примеров эволюции человека является обнаруженная у жителей Восточной Азии особая форма гена ABCC11, ответственного за выработку серы клетками ушей. У большинства африканцев и европейцев имеется древняя форма этого гена, ответственная за выработку влажной серы. Азиатская же версия гена, возможно, обеспечивает своим обладателям преимущество менее интенсивного потоотделения. По крайней мере, так предполагает группа ученых, работающих под руководством Коитиро Ёсиуры из Университета Нагасаки.

Выявленные до сего дня примеры работы естественного отбора проявляются в форме массового изменения. То есть новый ген выявляется у большого процента исследуемой популяции. В истоке каждого такого эволюционного скачка лежит случайная инновационная мутация, случающаяся, согласно расчетам Джонатана Притчарда, в среднем один раз за 300 тысяч поколений. Однако современные данные позволяют заключить, что человек приспосабливается к изменению условий быстрее и эффективнее и что, следовательно, должен существовать какой-то еще механизм работы естественного отбора. В статье, опубликованной в феврале в журнале «Современная биология», доктор Притчард высказал гипотезу о том, как может быть устроен такой механизм.

Представим, что на рост человека влияют 100 генов. Из этой сотни 99 представлены в вариации, поддерживающей высокий рост, а один ген — в вариации, ограничивающей рост. Каждая особь может унаследовать 50 генов, поддерживающих высокий рост, и в результате иметь средний рост.

Предположим, что эта популяция мигрирует в регион, в котором высокий рост обеспечивает преимущество. Все, что требуется в этом случае от механизма естественного отбора, — увеличить среди 100 генов долю таких вариаций, которые способствуют высокому росту. Тогда особь будет в среднем наследовать уже не 50, а 55 генов высокого роста. В результате средний рост в популяции увеличится. Поскольку способствующие росту версии генов уже имеются в геноме, естественный отбор немедленно начинает работать, и популяция может быстрее приспособиться к новым условиям.