О генетических отличиях человека от шимпанзе. Генетики открыли уникальный ген, отличающий человека от обезьян На сколько гены животных и людей отличаются

Экология

Известно, что шимпанзе являются самыми близкими нашими родственниками, живущими сегодня, однако об этом мало кто догадывался, пока Чарльз Дарвин не сделал эту идею популярной в 1859 году, написав свой знаменитый труд "Происхождение видов". Многие из нас до сих пор не знают о том, что же у нас на самом деле общего и чем мы отличаемся. Возможно, больше узнавая о наших ближайших родственниках, мы сможем больше узнать о нас самих?

1) Число видов

Шимпанзе относятся к семейству гоминид , к которому относимся мы сами. Кроме этого, в это семейство также входят орангутанги и гориллы. В настоящее время существует только один вид человека: homo sapiens (человек разумный). Многие ученые спорят над тем, кто из наших далеких предков также относился к людям, однако многие из них убеждают всех, что сами относятся к какому-то "высшему" виду. Люди способны давать фертильное потомство, а значит, мы относимся к одному виду. У шимпанзе на самом деле имеются два вида - обыкновенный шимпанзе (Pan troglodytes ) и карликовый шимпанзе (Pan paniscus ) или бонобо. Эти два вида отличаются друг от друга и не скрещиваются. Человек и оба этих вида шимпанзе произошли от одного общего предка, возможно, сахелантропа , между 5 и 7 миллионами лет назад.

2) ДНК

Вы, возможно, слышали, что ДНК шимпанзе и человека совпадают на 99 процентов. Генетическое сравнение сделать очень сложно из-за свойства генов повторяться и мутировать, поэтому лучше было бы сказать, что у нас от 85 до 95 процентов общих генов. Даже такие цифры кажутся впечатляющими, хотя большая часть ДНК используется, как основа для клеточных функций практически у всех живых организмов на планете. Например, ДНК человека наполовину совпадает с ДНК банана, однако мы вряд ли можем сказать, что похожи на банан. 95 процентов совпадений – тоже не так уж много. У шимпанзе имеется 48 хромосом - на 2 больше, чем у нас. Считается, что это произошло из-за того, что у предка человека две пары хромосом соединились в одну пару. Интересно, что у человека самая маленькая генетическая вариация из всех животных, именно поэтому родственное скрещивание может вызвать множество проблем. Два совершенно не связанных родственными узами человека будут иметь не такую богатую вариацию генов, как два шимпанзе, родившиеся от одних родителей.

3) Размер мозга

Объем мозга шимпанзе в среднем составляет 370 мл, когда как у человека – 1350 мл. Однако размер мозга сам по себе не указывает на умственные способности. Некоторые обладатели Нобелевской премии имели объем мозга от 900 мл до 2000 мл. Структура и организация разных частей мозга лучше определяет уровень интеллекта. Мозг человека имеет более высокую площадь поверхности, и он более извилистый, чем мозг шимпанзе. Сравнительно более крупные фронтальные доли позволяют нам логически рассуждать и мыслить более абстрактно.

4) Социальность

5) Язык и мимика

У шимпанзе сложная система приветствий и коммуникации, которая зависит от социального статуса особи. Они могут общаться вербально, то есть использовать разные звуки – крики, хрюканье, фырканье, вопли, пыхтение и так далее. Многие эти звуки сопровождаются жестами и мимикой. Выражения лица – удивление, ухмылка, мольба, утешение - такие же, как и у нас, людей. Однако люди улыбаются, обнажая зубы, когда как для шимпанзе и других животных – демонстрация зубов – признак агрессии или опасности. Для коммуникации человек больше всего использует вокализацию, то есть речь. У человека имеются уникальные голосовые связки, которые позволяют нам издавать большое разнообразие самых разных звуков, однако мы не можем пить и дышать одновременно, как шимпанзе.

У человека довольно мускулистые язык и губы, что позволяет нам совершать виртуозные манипуляции со звуками. Именно поэтому у нас заостренный подбородок, когда как у шимпанзе он немного срезанный. У шимпанзе не имеется столько мышц лица, сколько имеется у человека.

6) Питание

Человек и шимпанзе – существа всеядные, то сеть мы едим как растения, так и мясо. Однако люди более плотоядны, чем шимпанзе, и наша пищеварительная система развита таким образом, чтобы переваривать достаточно мяса. Шимпанзе иногда убивают и едят других животных, часто обезьян других видов, однако намного чаще предпочитают фрукты и иногда едят насекомых. Люди намного больше зависят от мяса, так как необходимый нам витамин B12 можно получить только из мясных продуктов.

Основываясь на исследованиях пищеварительных систем и образа жизни некоторых древних племен, ученые полагают, что люди приспособились есть мясо по меньшей мере раз в несколько дней. Люди предпочитают принимать пищу в определенное время и не проводят весь день, питаясь - это еще одна особенность плотоядных существ. Это связано с питательными свойствами продукта, а также с тем, что для его получения требуется выйти на охоту.

7) Секс

Бонобо славятся своими сексуальными аппетитами. Обыкновенные шимпанзе могут приходить в ярость и применять силу в некоторых ситуациях, когда как бонобо предпочитают все решать мирным путем через получение сексуального удовольствия. Они также приветствуют друг друга и выражают привязанность с помощью сексуальной стимуляции. Обыкновенные шимпанзе не занимаются сексом ради развлечения, а спаривание у них длится не более 10-15 секунд, при этом они могут есть или делать что-то еще.

Дружба или эмоциональная привязанность не имеют значения в выборе партнеров для спаривания, а самка во время течки обычно спаривается с несколькими партнерами, которые терпеливо ждут своей очереди.

Люди, как известно, испытывают сексуальное удовольствие, как и бонобо, а секс для продолжения рода может длиться довольно долго с приложением больших усилий. Более того, люди часто заводят длительные отношения с партнерами. В отличие от людей, шимпанзе не имеют понятия о том, что такое сексуальная ревность или соперничество, так как они не склонны к длительным отношениями с одним и тем же сексуальным партнером.

8) Строение тела

И люди, и шимпанзе умеют ходить на двух ногах. Шимпанзе становятся на ноги, только если им требуется посмотреть куда-то вдаль, однако обычно передвигаются на четырех ногах. Люди начинают ходить в раннем возрасте и имеют таз в форме чаши, который поддерживает все внутренние органы. Шимпанзе не нужно поддерживать внутренние органы, так как они обычно не ходят на задних ногах. Роды у шимпанзе происходят гораздо проще, чем у человека, так как наш таз находится перпендикулярно родовому пути. Пальцы на ноге человека расположены все с одной стороны, что позволяет отталкиваться во время ходьбы, когда как у шимпанзе большой палец на ноге стоит отдельно, как и на руке, что делает ноги похожими на руки. Шимпанзе использует все конечности для лазания по деревьям или передвижения по земле.

9) Глаза

У людей белые яблоки глаз, которые видны вокруг зрачков, когда как у шимпанзе – темно коричневые. Взглянув на человека, можно понять, куда он смотрит, причем существует несколько теорий о том, зачем это надо. Это может быть адаптацией к более сложным социальным ситуациям, когда нам важно понять направление взгляда другого человека. Это также может помочь человеку во время охоты группами, когда направление глаз является жизненно важной способностью для коммуникации. Либо это всего лишь мутация, не имеющая особой цели - у некоторых шимпанзе также можно заметить белые глазные яблоки.

И люди, и шимпанзе умеют различать цвета, что позволяет выбирать спелые фрукты и растения для питания, а также у нас имеется бинокулярное зрение - то есть глаза смотрят в одном направлении. Это позволяет разглядеть глубину объектов, что очень важно для охоты. Было бы очень неудобно, если бы наши глаза были расположены с двух сторон головы, как у многих животных, которым не нужно охотиться, таким как кролики.

10) Использование орудий труда

Долгие годы считалось, что только человек умеет пользоваться орудиями труда. Однако наблюдения за шимпанзе в 1960-х годах показали, что это не так – обезьяны могли использовать заостренные ветви для ловли термитов. Как человек, так и шимпанзе способны изменить окружающую среду с целью получения предметов – орудий труда - которые помогают решать насущные проблемы.

Шимпанзе умеют изготавливать дротики, использовать камни в качестве молотка и наковальни, сворачивать листья для получения самодельной мочалки. Считается, что когда человек стал прямо ходить, ему понадобилось больше использовать орудия труда, и именно мы стали превращать эти орудия в предметы искусства. Сегодня нас окружают предметы, которые были созданы нами из необходимости.

Является ли сходство ДНК человека и шимпанзе доказательством в пользу эволюции?

В последние годы составление генетических карт позволило провести детальное сравнение ДНК человека и шимпанзе. Часто высказываются заявления, что сходство ДНК человека и шимпанзе составляет 98 процентов. И это воспринимается как решающий аргумент в пользу наличия общего предка обезьян и человека. Но является ли этот аргумент уместным? Является ли данный факт окончательным подтверждением того, что человек и шимпанзе имеют общего предка? Мы считаем, что эти данные вводят в заблуждение. Фактически, при более тщательном изучении, сравнение генома человека и шимпанзе опровергает положения эволюции.

Во-первых, генетические различия между людьми и шимпанзе составляют больше 2 процентов. Недавние исследования показали, что эта цифра ближе к 5 процентам. Таким образом, аргумент о “более 98 процентов сходства” является преувеличением.

Различия между последовательностями ДНК человека и шимпанзе не распределены случайным образом по всему геному. В большинстве случаев они обнаруживаются в кластерах. В этих конкретных местах геном шимпанзе схож на геном других приматов, в то время как человек выделяется из числа остальных. Ученые часто называют эти кластеры “зонами ускоренного развития человека” (HAR-областями), отталкиваясь от предположения, что геном человека разделяет общего предка с шимпанзе. Эти HAR-области расположены в сегментах ДНК, которые не кодируют гены. И это требует от нас веры в то, что эволюция, тем не менее, случайным образом вызвала столь быстрые изменения там, где они все-таки повлияли на функции организма, что привело к возникновению человека.

Такие случайности делают теорию маловероятной. Но дальше – больше. Некоторые HAR-области находятся в сегментах ДНК, которые на самом деле кодируют гены, и в этом заключается еще один ряд трудностей. Эволюция предсказывает, что люди произошли от общего с шимпанзе предка через естественный отбор, действующий посредством случайных изменений, вызванных мутациями. Однако недавние исследования демонстрируют обратное. HAR-области, которые были найдены в генах, кодирующих белок, продемонстрировали не доказательства мутаций, отобранных с учетом их более полезного фенотипа, а, скорее, прямо противоположное, – что они, на самом деле, были вредными. Они утвердились в популяции не потому, что обеспечивали какие-то физиологические преимущества, а вопреки тому, что были вредными. Такие результаты не имеют смысла в рамках эволюционной парадигмы.

Очевидно, что HAR-области демонстрируют тенденцию, в которой различия, наблюдаемые в ДНК человека (по сравнению с аналогичными видами), как правило, увеличивают содержимое GC-состава конкретной области цепочки ДНК. Эволюционная теория утверждает, что содержимое GC-состава должно оставаться относительно постоянным, поскольку естественный отбор выбирает мутации ДНК, улучшающие белок. Таким образом, если теория эволюции верна, то мы не должны были наблюдать последовательную тенденцию к увеличению содержимого GC-состава.

Эти HAR-области не всегда ограничены лишь частью гена, кодирующего белок, но часто выходят за границы, во фланкирующие последовательности. Это еще раз свидетельствует о том, что различия, отмечаемые в человеческой ДНК, по сути, не являются последствиями естественного отбора, усиливающего белок, который кодируется геном. HAR-области часто имеют тенденцию к группированию в одной части гена, внутри и вокруг одного экзона (а не во всем гене), и они, как правило, коррелируют с мужскими (а не женскими) рекомбинациями. Такие наблюдения также имеют мало смысла в свете эволюции.

В заключение, насколько бы ни были интересными генетические сходства между шимпанзе и человеком, они не являются доказательством дарвинизма. Наличие разумного замысла также может объяснить это. Дизайнеры часто изготовляют различные продукты с использованием идентичных деталей, материалов и механизмов. Общий процент относится к областям нашей ДНК, связанным с белками. Таким образом, имеет больший смысл наличие Создателя природы, использовавшего одни и те же белки для выполнения схожих функций в различных организмах.

Авторские права

При написании данного ответа на сайте частично или полностью использовались материалы сайта gotQuestions? org!

Материалы размещены с разрешения правообладателя.

Владельцы ресурса Библия Онлайн, могут частично или вовсе не разделять мнение данной статьи.

Ученым удалось полностью расшифровать геном ближайших биологических родственников человека - шимпанзе.

Геном шимпанзе насчитывает 2,8 миллиардов оснований ДНК ("букв" генетического кода), и чрезвычайно похож на геном человека. Ученые насчитали в среднем лишь по две мутации, связанных с изменениями белков, на каждый ген, а 29% генов у человека и шимпанзе абсолютно идентичны.

Лишь несколько генов, имеющихся у человека, полностью или частично подавлены у шимпанзе.

Однако сходство или различие в геном е видов - далеко не главное. Например, геном ы двух видов мышей - Mus musculus и Mus spretus - различаются между собой примерно в той же степени, что у человека и шимпанзе, однако указанные два вида мышей еще более сходны между собой.

А внешние различия между домашними собаками, как известно, могут быть колоссальны, однако их геном в среднем сходен на 99,85%. Так что в эволюционном смысл е большинство различий между шимпанзе и людьми не приносят видам ни преимуществ, ни недостатков, поясняют ученые.

Поэтому главный вызов для ученых - отыскать именно те генетические изменения, которые привели к ныне наблюдаемым различиям у двух видов после их разделения 5-8 миллионов лет назад. Пока никаких явных улик найти не удалось, хотя и опознаны некоторые кандидаты.

Ученые, в частности, сравнили 13454 гена в поисках признаков быстрой эволюции. Между собой сравнивалось количество мутаций, изменяющих одну "букву", и количество "молчащих" мутаций, не оказывающих никакого эффекта вовсе. Таковые возможны, поскольку большинство аминокислот кодируются более чем тремя буквами ДНК.

Сравнение двух типов ДНК позволило специалистам выявить гены, изменения которых связаны с естественным отбором, с учетом среднего количества мутаций. 585 генов, изученных в ходе этого исследования, - многие из которых связаны с иммунными и репродуктивными системами, - имели больше белковых мутаций, чем "молчащие" гены. Их и будут исследовать в надежде найти ключ к различиям шимпанзе и человека.

Шимпанзе "расскажут" о людях

Последовательность геном а шимпанзе, которая состоит из 2,8 миллиардов пар оснований, не только расскажет многое о шимпанзе, но и о нас - людях, считают исследователи. Собственно, сопоставление геном ов и есть главная цель этого исследования, которое "расшифровкой шимпанзе" далеко не заканчивается.

Саймон Фишер из Оксфордского уточнил, что "самой трудной задачей на будущее является выявление тех крошечных различий, благодаря которым сформировались уникальные человеческие черты, такие, как язык человека".

Предварительные результаты исследований показали, что мозг человека отличается своим большим объемом и сложным устройством главным образом благодаря тому, что существующие в человеческом организме гены вырабатывают протеин именно тогда, когда мозг человека увеличивается в объеме, в период внутриутробного развития человеческого зародыша и в младенчестве.

Гены считывания генетической информации – молекулы, которые регулируют активность других генов и играют важнейшую роль в развитии эмбриона – также более развиты в организме человека, по сравнению с шимпанзе.

У шимпанзе нет трех важных генов, которые связаны с развитием воспалительного процесса при реакции человеческого организма на болезнь, и этим можно объяснить разницу, существующую между иммунными системами человека и шимпанзе, поясняют ученые. С другой стороны, люди утратили ген энзима, который может защитить от болезни Альцгеймера.

Пока ученые уверены, что самая большая разница между генами человека и шимпанзе находится в хромосоме, определяющей сексуальное поведение самцов. В этой хромосоме некоторые гены у шимпанзе за 6 млн лет подверглись мутации и утратили свою активность, в то время как у человека в этой хромосоме сохранились 27 активных видов генов. Вероятно, в организме человека существует механизм "восстановления" утрачивающих активность таких генов, чего нет у шимпанзе.

ДНК шимпанзе и человека идентичны на 96% Клив Куксон
Первое детальное сравнение генов человека и шимпанзе показало, что цепочка ДНК у них идентична на 96%. Но есть и существенные различия, особенно в генах, отвечающих за сексуальное поведение, развитие мозга, иммунитет и обоняние.
В четверг в журнале Nature международный научный консорциум опубликовал результаты исследования геном а шимпанзе – животного, которое имеет наибольшее сходство с homo sapiens. Шимпанзе стал четвертым млекопитающим, геном которого полностью расшифровали ученые, после геном а мыши, крысы и человека.

Часть научного анализа трех миллионов химических символов генетического кода шимпанзе посвящена его удивительному сходству с геном ом человека. Спустя 6 млн лет независимой эволюции разница между шимпанзе и человеком в 10 раз больше, чем разница между двумя людьми, не находящимися в родстве, и в 10 раз меньше, чем различия, существующие между крысами и мышами.

Но большинство ученых сосредоточивают внимание на различиях между генами шимпанзе и человека. Саймон Фишер из Оксфордского университета говорит о том, что "самой трудной задачей на будущее является выявление тех крошечных различий, благодаря которым сформировались уникальные человеческие черты, такие, как язык человека".

Предварительные результаты исследований показали, что мозг человека отличается своим большим объемом и сложным устройством главным образом благодаря тому, что существующие в человеческом организме гены вырабатывают протеин именно тогда, когда мозг человека увеличивается в объеме, в период внутриутробного развития человеческого зародыша и в младенчестве. Гены считывания генетической информации – молекулы, которые регулируют активность других генов и играют важнейшую роль в развитии эмбриона – также более развиты в организме человека, по сравнению с шимпанзе.

У шимпанзе нет трех важных генов, которые связаны с развитием воспалительного процесса при реакции человеческого организма на болезнь, и этим можно объяснить разницу, существующую между иммунными системами человека и шимпанзе. С другой стороны, люди утратили ген энзима, который может защитить от болезни Альцгеймера.

Самая большая разница между генами человека и шимпанзе находится в хромосоме, определяющей сексуальное поведение самцов. В этой хромосоме некоторые гены у шимпанзе за 6 млн лет подверглись мутации и утратили свою активность, в то время как у человека в этой хромосоме сохранились 27 активных видов генов. Вероятно, в организме человека существует механизм "восстановления" утрачивающих активность таких генов, чего нет у шимпанзе.

Дэвид Пейдж из Института биомедицинских исследований в Уайтхеде предполагает, что такую разницу можно объяснить особенностями сексуального поведения людей и шимпанзе. У приматов есть множество сексуальных партнеров, поэтому в развитии генов большее значение имеют гены, связанные с производством спермы, в то время как у людей, в большинстве своем придерживающихся моногамии, идет развитие и ряда других генов.

Миф об 1%

ДНК человека и шимпанзе очень отличаются

Дон Батен

Почему люди продолжают верить в миф об 1% отличии ДНК человека и шимпанзе, когда в действительности эта разница составляет до 30%?

Мы до сих пор часто слышим заявления о том, что ДНК человека и шимпанзе почти идентичны, и что разница составляет всего лишь 1%. К примеру, в докладе за 2012 г. о секвенировании ДНК карликового шимпанзе сказано:

«С тех пор как в 2005 г. исследователи расшифровали генетическую последовательность шимпанзе, было установлено, что 99% ДНК человека и обезьян одинаковы. Это означает, что шимпанзе – наши ближайшие родственники».1

Это заявление было опубликовано не в каком-то сомнительном источнике. А в самом престижном научном журнале Science , публикуемом Американской Ассоциацией содействия развитию науки. Science считается одним из двух самых авторитетных научных журналов в мире (второй - британский журнал Nature ).

Впервые заявление об отличии в 1% прозвучало в 1975 г.2 Это было задолго до того, как ученые смогли сравнить отдельные «символы» (пары оснований) ДНК человека и шимпанзе — первый проект по расшифровке человеческой ДНК был опубликован лишь в 2001 г., а ДНК шимпанзе в 2005 г. Так откуда взялся заявленный в 1975 г. 1%? Дело в том, что генетики провели примерные сравнения очень ограниченных участков ДНК человека и шимпанзе, которые были предварительно выбраны для проверки их сходства. Нити ДНК человека и обезьяны проверили на то, насколько они способны соединяться друг с другом — метод, известный как ДНК гибридизация.

Отличие в 1% означает, что мы «почти идентичны»?

Человеческий геном содержит около 3000 млн. «символов». Если показатель 1% верен, отличие должно составлять 30 млн. символов – это равно 10 напечатанным книгам размеров с Библию. Это в 50 раз больше ДНК, чем у самой простой бактерии.3 На самом деле это очень большое отличие, превышающее способности даже самого оптимистического эволюционного сценария, даже если учитывать миллионы лет.4

Каковое же реальное отличие?

Публикация о секвенировании ДНК человека и шимпанзе дала возможность провести сравнение. Однако даже это сделать непросто, потому что геном шимпанзе не был построен на ровном месте. Что сделали генетики? Они секвенировали маленькие кусочки ДНК шимпанзе. Т.е. с помощью химических лабораторных процедур они определили последовательность расположения химических символов. Затем эти маленькие цепочки из «символов» соединили с человеческим геномом в тех местах, в которых, по их мнению, они должны совпадать (для сравнения и размещения сегментов использовались компьютеры). После этого человеческий геном убрали и получили псевдогеном шимпанзе, который якобы указывал на общее родство с человеком (т.е. эволюцию).

Таким образом, была получена смешанная последовательность , которая не является настоящей. Предположение эволюции в получении генома шимпанзе таким вот способом должно было бы создать видимость генома человека больше, чем он есть на самом деле. Но даже если учитывать это эволюционное предубеждение, реальные отличия намного больше, чем 1%.

В 2007 г. в Science была опубликована статья о сходстве ДНК человека и шимпанзе. Заголовок звучал так: «Относительные отличия: миф об 1%».2 Автор статьи Джон Коен ставит под вопрос цифру 1%. Он ссылается на данные сравнения, которые были проведены в проекте по секвенированию ДНК шимпанзе. Согласно анализу это отличие составляет минимум 5%. Несмотря на это, в журнале продолжают появляться заявления об 1%.

Для того чтобы показать, насколько это неправильно, Джеффри Томкинс и Джерри Бергман в 2012 г. пересмотрели опубликованные исследования, в которых проводились сравнения ДНК человека и шимпанзе.5 Они пришли к выводу: «Если взять всю ДНК, а не только отобранные заранее участки, можно смело заключить, что сходство генома человека и шимпанзе составляет примерно 87%, во всяком случае, не больше 81%».

Другими словами, отличия между обезьяной и человеком огромны, возможно даже больше чем 19%. Д-р Томкинс провел свои собственные сравнения и получил цифру 30%!6 К тому же вопреки ожиданиям эволюционистов у шимпанзе и человека очень разные Y-хромосомы, носителями которых являются только мужчины.7

Огромная разница между людьми и обезьянами не оправдывает эволюционных ожиданий, но наоборот подтверждает тот факт, что мы были сотворены отдельно от животных.

Сравнение двух сложных геномов – дело непростое! Необходимо определить, насколько важны различные части ДНК, и какое значение имеют разные типы отличий. К примеру, как быть с генами человека, которые отсутствуют у шимпанзе, и наоборот? Похоже, что генетики-эволюционисты их игнорируют, а сравниваются только схожие гены.

Во многих сравнениях использовались только гены, которые кодируют белки (только 1,2% ДНК, а многие гены, кодирующие белки, как у человека, так и у шимпанзе, почти одинаковы8 ). Причем считалось, что остальная часть ДНК неважная или «мусорная». Однако подобное мнение не обосновано. Почти вся ДНК имеет функцию, что снова противоречит ожиданиям эволюционистов.9 Но даже если бы «мусорная» ДНК была нефункциональной, отличия были бы гораздо больше, чем в участках, кодирующих белки, и при определении отличий их следовало бы учитывать. Люди и обезьяны не идентичны на 99%. Нет!

Какой бы ни был процент сходства, что он доказывает?

Ни эволюционисты, ни креационисты не делали прогнозов о проценте сходства до того, как он был подсчитан. Другими словами, каким бы ни был процент сходства: 99%, 95%, 70% или какой-либо другой, эволюционисты все равно будут доказывать общее родство с обезьянами, а креационисты будут видеть в этом общий дизайн. Размышляя над последствиями этих данных, мы должны понимать, что имеем дело не с точной наукой, которую можно доказать путем эксперимента. Каждый получает свое значение, основываясь на личное мировоззрение.

Однако, чем больше отличий между человеком и обезьяной, тем сложнее эволюционистам объяснить их в рамках эволюционной временной шкалы. Именно поэтому они изо всех сил пытаются уменьшить эти отличия.

Миф продолжает жить

Сравнения целых геномов подтвердили, что отличие между человеком и обезьяной намного больше, чем 1%. Так почему же миф об 1% продолжает жить?

Почему журнал Science увековечил этот миф в 2012 г.? В 2007 Коен привел высказывание генетика Сванте Паабо, специалиста по шимпанзе, члена консорциума Института эволюционной антропологии им. Макса Планка (Германия): «В конце концов, вопрос отличия между человеком и обезьяной - это больше политический, социальный и культурный вопрос».2

Возможно, эволюционисты не откажутся от мифа об 1% именно потому, что он имеет политический, социальный и культурный смысл. Они делают это с одной целью – чтобы отрицать явные выводы сравнений ДНК, что мы, люди, очень отличаемся от шимпанзе . Миф о сходстве используется еще и для поддержки мнения о том, что люди не имеют особого места в этом мире, и что обезьяны могут и должны иметь такие же права, как и человек.10

Огромная разница между людьми и обезьянами не оправдывает эволюционных ожиданий, а наоборот подтверждает тот факт, что мы были сотворены отдельно от животных. Бог создал первого человека из праха земного (Бытие 2:7), а первую женщину из ребра мужчины (Бытие 2:22), а не из обезьяноподобного существа. Люди, в отличие от животных, были сотворены по образу Бога (Бытие 1:26, 27). Они – особое творение. Этот образ не был потерян во время грехопадения, он был испорчен,11 поэтому Бог сотворил людей с особым замыслом и сейчас и в вечности.

1. Гиббонс A., Карликовые шимпанзе становятся, так же как и обычные шимпанзе, самыми ближайшими родственниками человека // Science Now , 13 June 2012; news.sciencemag.org .

То, что обезьяна – близкий родственник человека, известно уже давно, шимпанзе среди всех обезьян – наш самый близкий родственник. При исследовании ДНК происхождение человека от обезьяноподобных предков вполне подтверждается. Генетические различия на уровне ДНК между людьми составляют в среднем 1 нуклеотид из 1000 (то есть 0.1%), между человеком и шимпанзе - 1 нуклеотид из 100 (т.е. 1%).

По размеру генома человек и высшие приматы не отличаются друг от друга, но отличаются по количеству хромосом - у человека на одну пару меньше. Как было рассказано на прошлых лекциях, у человека 23 пары хромосом, т.е. всего 46. У шимпанзе 48 хромосом, на одну пару больше. В процессе эволюции у предков человека две разных хромосомы приматов объединились в одну. Подобные изменения числа хромосом встречаются и в эволюции других видов. Они могут быть важны для генетической изоляции группы в процессе видообразования, так как в большинстве случаев особи с разным числом хромосом не дают потомства.

Время расхождения (дивергенции) видов, или другими словами, время существования последнего общего предка для двух видов, можно определить несколькими способами. Первый такой: проводят датировку костных останков и определяют, кому эти останки могли принадлежать, когда мог жить общий предок тех или иных видов. Но костных останков предполагаемых предков человека не так много, чтобы можно было с уверенностью восстановить и датировать полную последовательность форм в процессе антропогенеза. Сейчас используют другой способ датировки времени расхождения человека и остальных приматов. Для этого подсчитывают количество мутаций, накопившихся в одних и тех же генах в каждой из ветвей за время их раздельной эволюции. Скорость накопления этих мутаций более менее известна. Скорость накопления мутаций устанавливают по числу различий в ДНК тех видов, для которых известны палеонтологические датировки расхождения видов по костным останкам. Время расхождения человека с шимпанзе по разным оценкам варьирует от 5,4 до 7 млн. лет назад.

Вы уже знаете, что геном человека полностью прочтен (секвенирован). В прошлом году появилось сообщение, что прочтен также геном шимпанзе. Сравнивая геномы человека и шимпанзе, ученые пытаются выявить те гены, которые “делают нас людьми”. Это было бы легко сделать, если бы после разделения ветвей эволюционировали только гены человека, но это не так, шимпанзе тоже развивались, в их генах тоже накапливались мутации. Поэтому, чтобы понять, в какой ветви произошла мутация – у человека или у шимпанзе - приходится сравнивать их еще и с ДНК других видов, гориллы, орангутана, мыши. То есть то, что есть только у шимпанзе и нет например у орангутана, это чисто «шимпанзиные» замены нуклеотидов. Таким образом, сравнивая нуклеотидные последовательности разных видов приматов, мы можем выделить те мутации, которые произошли только в линии наших предков. Сейчас известно около дюжины генов, которые “делают нас людьми”.

Обнаружены различия между человеком и другими животными по генам обонятельных рецепторов. У человека многие гены обонятельных рецепторов инактивированы. Сам фрагмент ДНК присутствует, но в нем появляются мутации, которые инактивируют этот ген: либо он не транскрибируется, либо он транскрибируется, но с него образуется нефункциональный продукт. Как только прекращается отбор на поддержание функциональности гена, в нем начинают накапливаться мутации, сбивающие рамку считывания, вставляющие стоп-кодоны и т.д. То есть мутации появляются во всех генах, и скорость мутирования примерно постоянная. Удается поддерживать ген функционирующим только за счет того, что мутации, нарушающие важные функции, отбрасываются отбором. Такие инактивированные мутациями гены, которые можно распознать по последовательности нуклеотидов, но накопившие мутации, делающие его неактивным, называются псевдогенами. Всего в геноме млекопитающих около 1000 последовательностей, соответствующих генам обонятельных рецепторов. Из них у мыши 20% псевдогенов, у шимпанзе и макаки инактивирована треть (28-26%), а у человека – более половины (54%) являются псевдогенами.

Псевдогены найдены у человека также среди генов, которые кодируют семейство белков кератинов, входящих в состав волос. Так как волосяной покров у нас меньше, чем у шимпанзе, то понятно, что часть таких генов могла быть инактивирована.

Когда говорят об отличии человека от обезьяны, то в первую очередь выделяют развитие умственных способностей и способность к речи. Найден ген, связанный со способностью говорить. Этот ген выявили, изучая семью с наследственными нарушением речи: неспособностью научиться строить фразы в соответствии с правилами грамматики, сочетавшейся с легкой степенью задержки умственного развития. На слайде представлена родословная этой семьи: кружки – это женщины, квадратики – мужчины, закрашенные фигуры – больные члены семьи. Мутация, ассоциированная с заболеванием, находится в гене FOXP2 (forkhead box P2). У человека достаточно трудно исследовать функции гена, легче это делать у мышей. Используют так называемую технику нокаута. Ген прицельно инактивируют, если знать конкретную последовательность нуклеотидов, то это возможно, после этого у мыши этот ген не работает. У мышей, у которых выключили ген FOXP2 , нарушилось формирование одной из зон мозга в эмбриональный период. Видимо, у человека эта зона связана с освоением речи. Кодирует этот ген фактор транскрипции. Напомним, что на эмбриональной стадии развития факторы транскрипции включают группу генов на тех или иных этапах, которые контролируют превращение клеток в то, во что они должны превратиться.

Чтобы посмотреть, как этот ген эволюционировал, его просеквенировали у разных видов: мыши, макаки, орангутана, гориллы и шимпанзе, после этого сравнили эти последовательности нуклеотидов с человеческой.

Оказалось, что этот ген очень консервативен. Среди всех приматов только у орангутана имелась одна аминокислотная замена, и одна замена у мыши. На слайде у каждой линии видны две цифры, первая показывает число аминокислотных замен, вторая – число так называемых молчащих (синонимических) нуклеотидных замен, чаще всего это замены в третьей позиции кодона, не влияющей на кодируемую аминокислоту. Видно, что молчащие замены накапливаются во всех линиях, то есть мутации в данном локусе не запрещены, если они не ведут к аминокислотным заменам. Это не значит, что не появлялись мутации в белок-кодирующей части, они скорее всего появлялись, но были отсеяны отбором, поэтому мы не можем их зафиксировать. В нижней части рисунка схематично изображена аминокислотная последовательность белка, отмечены места, где произошли две аминокислотные замены человека, которые, видимо, повлияли на функциональные особенности белка FOXP2 .

Если белок эволюционирует с постоянной скоростью (число нуклеотидных замен в единицу времени постоянно), то число замен в ветвях будет пропорционально времени, в течение которого замены накапливались. Время разделения линии грызунов (мыши) и приматов принимается равным 90 млн. лет, время разделения человека и шимпанзе – 5.5 млн лет. Тогда количество замен m, накопившихся суммарно в линии мыши и в линии приматов между точкой разделения с мышью и точкой разделения человека и шимпанзе (см. рисунок), по сравнению с числом замен h в линии человека, должно быть в 31.7 раз больше. Если же в линии человека накопилось больше замен, чем ожидается при постоянной скорости эволюции гена, то говорят об ускорении эволюции. Во сколько раз ускорена эволюция, вычисляют по простой формуле:

A. I.= ( h /5.5) / [ m /(2 x 90 - 5.5)]= 31.7 h / m

Где A.I. (Acceleration Index) – индекс ускорения.

Теперь надо оценить, находится ли отклонение числа замен в линии человека от в пределах случайного, или отклонение достоверно выше ожидаемого. Вероятность того, что в линии человека за 5.5 млн. лет появится 2 аминокислотные замены при том, что вероятность появления замен оценивается по линии мыши как 1/(90+84.6)=1/174.6. При этом используют биноминальное распределение B (h + m , Th/(Th+Tm)), где h - число замен в линии человека, m-число замен в линии мыши: Th=5.5, Tm=174.5.