Человек разумный очень сильно отличается от других представителей животного мира

Знание – силаНаука

Быстро – не значит без ошибок

Виктория Скобеева

Человек разумный очень сильно отличается от других представителей животного мира. Настолько сильно, что стал экологическим фактором планетарного масштаба, трансформирующим среду обитания всех остальных видов. Самомнение нашего вида ничуть не уступает его влиянию на среду обитания, и многие люди считают себя вершиной эволюции, создавшей совершенное живое существо. В некоторых учебниках можно встретить даже утверждение, что человек «вышел из-под действия естественного отбора». Непонятно, правда, куда он при этом зашел, ведь любой биологический вид по самой своей природе изменчив, и далеко не все возникающие изменения совместимы с жизнью. По мере развития медицины меньшее значение начинают иметь одни факторы смертности, но им на смену приходят другие. Младенческая смертность, действительно, резко уменьшилась в развитых странах. До начала эры антибиотиков множество детей погибало от инфекционных заболеваний, теперь они остаются в живых и вырастают во взрослых, у которых факторами смертности выступают уже сердечно-сосудистые заболевания и болезни обмена веществ. Можно, правда, сказать, что эти болезни развиваются обычно уже в пострепродуктивном возрасте, и на выживаемость потомства прямого влияния не имеют.

Однако есть и такие заболевания, которые очень сильно влияют как на вероятность оставить потомство, так и на его выживаемость. Речь идет о психических заболеваниях. В первую очередь это шизофрения, дальше по значимости идут биполярное расстройство и расстройства аутического спектра. Их влияние на экономику также велико, родители детей с тяжелыми формами аутизма или вовсе не могут работать, или вынуждены тратить значительные суммы на уход за своими детьми. Откуда у человека такое количество психических заболеваний? Проблема эта давно обсуждается в научном сообществе и с идеей о «совершенном продукте эволюции» не сочетается никак. Более того, непонятно, почему эти аллели не устранены до сих пор естественным отбором, раз он действовал непрерывно на протяжении долгого времени и формировал того самого человека разумного, который лучше всех других видов.

Для того, чтобы понять, что происходит с эволюцией человека, надо понимать, как действует естественный отбор вообще. Он подхватывает любые полезные варианты, даже если у них есть какие-либо «побочные эффекты». В дальнейшем побочные эффекты либо устраняются отбором, либо так и остаются с нами, если получаемые фенотипы имеют достаточно большое преимущество. Так, например, серповидноклеточная анемия традиционно распространена в средиземноморских странах, поскольку гетерозиготы по этому аллелю устойчивы к малярии. Гомозиготы страдают от анемии, но выгода от гетерозигот для популяции настолько высока, что частота рецессивного аллеля серповидноклеточной анемии поддерживается на достаточном уровне. В некоторых других подверженных малярии регионах устойчивость к заболеванию обеспечивается другими аллелями, имеющими меньшее негативное влияние на жизнеспособность. Отбор работает с тем материалом, который есть, одним популяциям повезло больше, другим меньше.

Филогенетическое древо высших приматов. Генетические различия на уровне ДНК между людьми: 1 нуклеотид из 1000; между человеком и шимпанзе: 1 нуклеотид из 100

Бывает и так, что «побочные эффекты» удается потом скомпенсировать. Так, мухи Lucilia cuprina, оказавшиеся устойчивыми к инсектицидам, в первых поколениях были асимметричными и хуже летали, однако потом, за счет отбора по аллелям генов-модификаторов, снова приобрели симметричность и хорошие летные качества. Такой принцип «сдачи с недоделками» в живой природе очень распространен, и именно такое объяснение наличия у человека многих неадаптивных черт пришло в голову ученым в первую очередь.

Внимание многих исследователей давно привлекли регионы человеческого генома, эволюционирующие особенно быстро. Такие работы делаются путем сравнения генома человека разумного и его ближайших родственников с расшифрованными геномами (обычно это шимпанзе или, в последнее время, неандертальцы и денисовцы). Впервые об участках генома с ускоренной эволюцией заговорили в 2006 году, когда сравнили геном человека и известные к тому времени геномы позвоночных. Оказалось, что геномы всех позвоночных очень консервативны, но между человеком и шимпанзе есть очень большие различия в 49 регионах.

Что значит «большие различия»?

Различия в геномах между видами накапливаются с постоянной скоростью, если взять среднее по геному. Но есть участки, которые отбор сохраняет постоянными, их называют высококонсервативными. Обычно это последовательности, кодирующие важные для развития и жизни организма белки, ключевые для обмена веществ или формирования тела. Многие из них – это транскрипционные факторы, белки, регулирующие активность других генов. Такие факторы очень консервативны на протяжении многих миллионов лет. Если с помощью методов генетической инженерии пересадить плодовой мушкедрозофиле мышиный ген PAX6 (ключевой регулятор для развития глаза), у дрозофилы разовьются дополнительные глаза – хотя последний общий предок мышей и мух жил более полумиллиарда лет назад.

Если в такой консервативной последовательности произойдут изменения, может нарушиться развитие организма, поэтому обычно эти изменения отсеиваются естественным отбором. Однако в лежащих рядом с ними некодирующих областях изменения возможны, и они могут быть связаны с изменением функции данного белка. Грубо говоря, белка может стать больше или меньше, ген этот может начать экспрессироваться в других тканях, но сам белок останется функциональным. Такие изменения не затрагивают ключевые этапы развития, меняют его результат некритично, поэтому большинство быстрых эволюционных изменений происходит именно в регуляторных районах.

Очень интересно, что это за регуляторные районы, в которых быстро возникли различия между человеком и шимпанзе. Ученые из большого исследовательского консорциума, преимущественно из Сан-Франциско, хотя есть и соавторы из Японии, опубликовали в журнале «Cell» интересную статью об этих быстро эволюционирующих районах человеческого генома. С помощью метода машинного обучения были определены функции тех 2645 быстро эволюционирующих участков человеческого генома (HAR), которые отличают человека от шимпанзе. Выяснилось, что 43% влияют на состояние хроматина, то есть на возможность транскрипции находящихся рядом белок-кодирующих генов. Это неудивительно, для работы гена необходим доступ к последовательности. Интереснее другое – 14% этих районов пришлись на

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Багряный сентябрь Багряный сентябрь

После свержения короля Людовика XVI новая власть действовала быстро и жёстко

Дилетант
Композитор Владимир Горлинский: Моя задача — писать не для инструментов, а для конкретных исполнителей Композитор Владимир Горлинский: Моя задача — писать не для инструментов, а для конкретных исполнителей

О звучании города, записи движения звука и неваляшке в оркестре

СНОБ
Рыцарь правосудия (к 180-летию со дня рождения А. Ф. Кони) Рыцарь правосудия (к 180-летию со дня рождения А. Ф. Кони)

Всю свою сознательную жизнь Анатолий Кони посвятил защите

Дилетант
Загадки страны Пиктавии Загадки страны Пиктавии

Пикты – воинственный народ, оставивший после себя множество тайн

Зеркало Мира
Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной Наука о чужих. Жизнь и разум во Вселенной

Веками учёные настойчиво искали «космическое чудо»

Наука и жизнь
Искусственный интеллект предсказал будущее мира: 6 важных прогнозов из книги «Этюды черни» Искусственный интеллект предсказал будущее мира: 6 важных прогнозов из книги «Этюды черни»

Прогнозы от искусственного интеллекта, которые помогут разобраться в мире

ТехИнсайдер
Шерше ля фам Шерше ля фам

Женщины принимали очень активное участие во Французской революции

Дилетант
«Мальчик, водочки нам принеси». Любимые сцены Алексея Балабанова из его собственных фильмов «Мальчик, водочки нам принеси». Любимые сцены Алексея Балабанова из его собственных фильмов

Какие сцены из своих фильмов Алексей Балабанов любил больше всего

СНОБ
«Голоса советских окраин: Жизнь южных мигрантов в Ленинграде и Москве» «Голоса советских окраин: Жизнь южных мигрантов в Ленинграде и Москве»

Как учебные и рабочие коллективы помогали мигрантам освоиться в городах

N+1
Поэт-пророк, или Есть ли у России будущее? Поэт-пророк, или Есть ли у России будущее?

Об одной идее Михаила Лермонтова

Знание – сила
4 ошибки в мытье головы, из-за которых у тебя выпадает больше волос, чем должно 4 ошибки в мытье головы, из-за которых у тебя выпадает больше волос, чем должно

Как неправильное мытье головы может повлиять на ваши волосы?

VOICE
Что делать, если партнер не хочет секса: 7 шагов Что делать, если партнер не хочет секса: 7 шагов

Как быть, если ваши сексуальные потребности с партнером не совпадают?

Psychologies
Самые древние алкогольные напитки Самые древние алкогольные напитки

Насколько давно и что именно употребляли наши предки

Maxim
Гиппо в Мзима Спрингс Гиппо в Мзима Спрингс

В зеленой толще водяные кони появляются, как тени, скользя над поверхностью дна

Знание – сила
Мышечные спазмы Мышечные спазмы

Что вызывает мышечные спазмы и можно ли избавиться от них раз и навсегда

Лиза
81% работающих на удаленке россиян раздражают долгие рабочие созвоны с коллегами 81% работающих на удаленке россиян раздражают долгие рабочие созвоны с коллегами

Удаленные работники предпочитают решать рабочие вопросы письменно

Forbes
Краткий путеводитель по депрессии в культуре Краткий путеводитель по депрессии в культуре

Как человечество исследовало отсутствие интереса к жизни

Weekend
Почему так плохо, когда все хорошо Почему так плохо, когда все хорошо

Откуда приходит кризис среднего возраста и как не дать ему обрушить все

Men Today
Самая ужасная женщина Австралии: как Энн Гамильтон-Берн создала секту «Семья» Самая ужасная женщина Австралии: как Энн Гамильтон-Берн создала секту «Семья»

«Это самый ужасный человек, которого я когда-либо встречал»

VOICE
«Терплю с каменным лицом»: что делать, если вам неприятны прикосновения «Терплю с каменным лицом»: что делать, если вам неприятны прикосновения

Нормально ли испытывать от тактильного контакта дискомфорт?

Psychologies
Что делать, если централизованного отопления недостаточно: 6 лайфхаков, как утеплить квартиру Что делать, если централизованного отопления недостаточно: 6 лайфхаков, как утеплить квартиру

Как сделать из своей квартиры теплое и уютное местечко без лишних затрат

ТехИнсайдер
Как люди научились сотрудничать. Отрывок из книги «Неоконченная симфония Дарвина» Как люди научились сотрудничать. Отрывок из книги «Неоконченная симфония Дарвина»

Отрывок из книги «Неоконченная симфония Дарвина»

СНОБ
Не выкупает иронии: может ли искусственный интеллект переводить художественные тексты? Не выкупает иронии: может ли искусственный интеллект переводить художественные тексты?

А что, если с помощью искусственного интеллекта можно переводить книги и фильмы?

Правила жизни
5 пар обуви, которые должны быть у каждой женщины старше 50 лет: мнение стилистов 5 пар обуви, которые должны быть у каждой женщины старше 50 лет: мнение стилистов

Юбилей — отличный повод перебрать шкаф и избавиться от всей старой обуви

VOICE
Осень императора Осень императора

Пришло время, и король, а потом и император Карл Великий состарился

Знание – сила
«Певица», «авторка», «фруктиса»: что лингвисты думают о феминитивах «Певица», «авторка», «фруктиса»: что лингвисты думают о феминитивах

Отрывок из книги «В начале было кофе» — о спорных аспектах русского языка

Forbes
Темперамент имеет значение: сильные и слабые стороны холерика Темперамент имеет значение: сильные и слабые стороны холерика

Какая работа подходит холерикам и как воспитывать ребенка-холерика

Psychologies
Посмотрите на лицо женщины, которая жила 4200 лет назад в Шотландии! Посмотрите на лицо женщины, которая жила 4200 лет назад в Шотландии!

Как выглядела девушка, жившая в Шотландии бронзового века

ТехИнсайдер
10 самых бесполезных изобретений человечества 10 самых бесполезных изобретений человечества

Самые странные и бесполезные изобретения

Maxim
Кофе как повод для технической революции Кофе как повод для технической революции

С чего началась история превращения плодов кофейного дерева в напиток

Знание – сила
Открыть в приложении