Эволюция по-мужски: Скоростные изменения
Долгое время половая Y-хромосома, имеющаяся, как известно, только у мужчин, считалась одной из самых консервативных частей нашего генома. Генетики полагали, что гены в ней мало изменяются даже от вида к виду, однако более детальное исследование показало ошибочность этого мнения. Проведя сравнение Y-хромосомы человека и шимпанзе, ученые обнаружили, что на деле ее можно назвать «горячим местечком» эволюции.
Известно, что разница в ДНК человека и шимпанзе составляет лишь около 2%, но в отдельно взятой половой хромосоме эта цифра достигает внушительных 30%. Это говорит о том, что «мужская» Y-хромосома претерпела почти невероятные изменения в ходе последних примерно 6-ти миллионов лет эволюции, которые отделяют самцов человека от шимпанзе.
Ранее считалось, что Y-хромосома — не просто один из самых консервативных участков генома, но и что она медленно «деградирует». Дело в том, что обе половые хромосомы (Х, имеющаяся и у женщин, и у мужчин, и Y, которую несут только мужчины) произошли из одной стандартной пары хромосом около 200 млн лет назад. И с тех пор Y постоянно уменьшается в размерах, теряя ген за геном — вместе с важнейшей для каждого гена возможностью рекомбинировать со своей парой, меняясь фрагментами ДНК. На сегодня Y-хромосома насчитывает порядка пары сотен генов, и в основном отвечает за чисто «мужские обязанности» — производство спермы и некоторых гормонов. Неудивительно, что генетики предположили, что разница в этой области между двумя столь близкими видами, как человек и шимпанзе, не должна быть значительной.
Но вот Дэвид Пейдж (David Page) с коллегами не поленились проверить это предположение — и, к собственному удивлению, обнаружили, что оно неверно. Оказалось, что Y-хромосома самцов шимпанзе не имеет до трети генов, которые несут эти хромосомы у самцов человека. Судя по всему, наша половая хромосома более близка к общему хромосомному «предку», чем у этих обезьян.
С другой стороны, Y-хромосома шимпанзе отличается большим числом генетических палиндромов, фрагментов, одинаковых при чтении обеих цепей двойной спирали ДНК. Обилие таких участков, по словам Пейджа, может служить знаком того же, о чем говорят строительные леса вокруг здания: «идет строительство».
Ученые полагают, что быстрая перестройка, которой подвергается Y-хромосома в обоих наших видах, идет с использованием различных механизмов — и имеет целью получение новых преимуществ при размножении за счет появления новых «хитростей» при продуцировании спермы, для каждого вида своих. В частности, для шимпанзе, у которых спаривание происходит беспорядочно, и одну самку пытаются оплодотворить сразу несколько самцов, выгодно как можно более массовое производство сперматозоидов. Для человека в данный момент это, по большей части, неактуально.
Эта скоростная эволюция указывает и на еще один интересный момент. Судя по всему, Y-хромосома, потеряв возможность рекомбинировать (обмениваться сходными участками) с парной хромосомой (у нее просто нету пары), выработала собственные уникальные способы добиться того же эффекта — то есть, достаточно высокой генетической изменчивости, например, научилась рекомбинировать сама с собой — или внедрять палиндромы.
Вообще, если вы до сих пор полагаете, что технологические успехи современной цивилизации, с ее антибиотиками и транспортом, исключили человека, как вид, из эволюционного процесса, то вы очень и очень неправы. Исследования показывают: эволюция нашего вида за «цивилизованный» период его существования только ускорилась. Читайте об этом в статье «Человек меняется».
По публикации ScienceNOW