Kas atšķir cilvēku no pērtiķiem, turklāt bez lielām smadzenēm un taisnas pastaigas? Jaunā pētījumā zinātnieki atklāja, ka cilvēkiem ir daudz mazāk DNS mutāciju nekā viņu tuvākajiem dzīvajiem radiniekiem. Izrādās, ka mūsu evolūcija ir par trešdaļu lēnāka. Zinātniskā publikācija "Wiedenskub" stāsta par jauniem atklājumiem, kas veikti, pateicoties šim pētījumam.
Ar ko cilvēki atšķiras no pērtiķiem?
Jūs, iespējams, jau esat uzdevis šo jautājumu. Lielas smadzenes? Ejot taisni? Īkšķus augšā?
Var būt. Bet izskatās, ka ir vairāk. Jaunā pētījumā dāņu zinātnieki ir atklājuši, ka cilvēkiem ir daudz mazāk DNS mutāciju nekā mūsu tuvākajiem dzīvajiem radiniekiem, lielajiem pērtiķiem.
Tas ir, mūsu gēni nav tik atšķirīgi no vecāku, kā tas notiek lielās pērtiķu gadījumā.
“Cilvēka mazulis piedzimst ar mazākām mutācijām nekā šimpanze. Mūsu evolūcija ir apmēram par trešdaļu lēnāka nekā citiem primātiem,”Wiedenskub pastāstīja Mikels Heide Šierups, Orhūsas Universitātes Bioinformatikas centra profesors un jaunā pētījuma līdzautors.
Kopā ar ģenētiķi Kristīnu Hvilsomu no Kopenhāgenas zoodārza un Orhūsas universitātes bioinformātiku Sorenu Besenbacheru viņš salīdzināja cilvēku mutāciju biežumu ar šimpanzēm, gorilām un orangutāniem.
Rezultāti norāda, ka cilvēku mutāciju līmenis pēdējo miljonu gadu laikā ir dramatiski krities. Pētījums nesen tika publicēts zinātniskajā žurnālā Nature Ecology and Evolution.
Reklāmas video:
Laika gaitā notiek arvien vairāk mutāciju
Mutācijas notiek, kad mūsu šūnas dalās. Piemēram, mēģiniet rūpīgi aplūkot rokas.
Varbūt tur ir vairāk grumbu nekā agrāk? Tam vajadzētu būt. Ikdienas aktivitātes un saules ultravioletais starojums pastāvīgi iznīcina mūsu šūnas. Par laimi, šūnas atjaunojas pašas.
“99,9% gadījumu tie tiek atjaunoti bez kļūdām. Bet laika gaitā atveseļošanās laikā parādīsies arvien vairāk kļūdu, ko sauc arī par mutācijām,”saka Mikkel Heide Schirup.
Mutācijas parāda, kā mēs attīstījāmies
Mutāciju gadījumā, kas notiek auglim dzemdē, mēs runājam par izmaiņām, kas notiek šūnu dalīšanās laikā un nav mantotas no mātes vai tēva.
Tomēr šajā gadījumā nav pareizi tos saukt par visām kļūdām, saka Mikkel Heide Schirup. Mutācijas var būt labvēlīgas, kaitīgas vai nebūtiskas.
“Daudzas mutācijas nekādā veidā neparādās, un tieši tās mēs izmantojam, lai noteiktu sugas izcelsmes laiku. Lielākā daļa kaitīgo mutāciju ātri izzūd, un neliels skaits labvēlīgo mutāciju izplatās un piešķir sugai jaunas īpašības,”saka Mikkel Heide Schirup.
Mutācijas var pateikt, kad cilvēks parādījās
Pēc Mikkel Heide Schirup teiktā, lai noteiktu, kad cilvēku senči un lielie pērtiķi sadalījās un kļuva par atšķirīgām sugām, var izmantot dažādas mutāciju likmes.
Ja paskatās uz cilvēku mutāciju biežumu, izrādās, ka jums ir jāiet atpakaļ apmēram 10 miljonus gadu atpakaļ, lai nonāktu pie laika, kad mēs šķīrāmies ar šimpanzēm.
"Bet, ja jūs uzskatāt, ka šimpanzēs mutāciju līmenis ir augstāks nekā mūsējos, izrādās, ka cilvēki atšķīrās no šimpanzēm apmēram pirms 6,6 miljoniem gadu, un tas daudz labāk atbilst mūsu fosilijas atradumiem," saka Mikkel Heide Schirup.
Zinātnieki to var izdomāt, meklējot mutācijas šimpanzes genomā un salīdzinot tās ar mutāciju skaitu, ko tās nodod paaudzē. Šimpanzes mutāciju biežums atbilst fosiliju atradumiem.
Piemēram, laika posmā no 2001. līdz 2002. gadam Čadas tuksnesī Āfrikā tika atrastas vairākas fosilijas no Čadas Sahelanthropus agrīnajiem lielajiem pērtiķiem (Sahelanthropus tchadensis), ko uzskata par cilvēku un šimpanžu kopīgu senču. Sahelanthropus dzīvoja pirms septiņiem miljoniem gadu.
Zinātnieks: ļoti interesants pētījums
Šo pētījumu lasīja evolūcijas biologs Mortens Allentofts no Nacionālā dabas vēstures muzeja. Un viņš ir iedvesmots.
“Šis ir nopietns pētījums ar ļoti interesantu pieeju. Viņi aprēķināja vairāku pērtiķu ģimeņu kopējo genomu, kas sniedza iespaidīgu datu daudzumu,”viņš pastāstīja Wiedenskub.
“Kādu laiku bija neskaidrības par savādo neatbilstību starp mutācijas biežumu cilvēka genomā un fosiliju vecumu, kad tas nonāca mūsu evolūcijas dalījumā ar lieliem pērtiķiem. Tā vietā, lai pētītu cilvēkus, pētnieki šeit pievērsās problēmai un izpētīja mūsu tuvākos radiniekus. Un tagad viņi atrod datus, kas tikai atbilst fosiliju atradumiem."
"Tāpēc mēs, cilvēki, esam dīvainākais pērtiķis šajā kontekstā."
Pētnieki: kaut kas varēja notikt izceļošanas laikā no Āfrikas
Pēc Mikkel Heide Schirup domām, ir grūti saprast, kad cilvēka mutāciju biežums sāka kristies. Bet viņš norāda, ka tas notika salīdzinoši nesen. Varbūt tikai pirms 200-300 tūkstošiem gadu.
Mortens Allentoft piekrīt Mikkel Heide Schirup, ka šķiet, ka mutāciju līmenis cilvēkiem ir salīdzinoši nesen samazinājies. Ar "nesen" tiek domāts diapazons pēdējo miljonu gadu laikā.
“Tas, iespējams, notika filiāles pēdējā posmā. Ja tas būtu noticis agrāk, tad attēls neatbilstu fosiliju vecumam, jo mums būtu jādalās agrāk nekā periodā, kurā daži atradumi ir datēti, un mēs uzskatām, ka šie ir mūsu kopējie senči,”viņš saka.
Nav zināms, kāpēc mums ir mazāk mutāciju
tomēr ir grūti pateikt, kas varētu būt iemesls mutāciju samazinājumam. Varbūt tās ir izmaiņas apkārtējā vidē un dzīves apstākļos, norāda Mortens Allentoft.
“Mēs atstājām Āfriku un pārņēmām visu zemeslodi. Mūs ietekmēja dažādi vides faktori, kas, iespējams, neietekmēs lielos pērtiķus. Neviens nezina, kā tas viss varētu ietekmēt mutāciju ātrumu."
“Daudzas lietas var mainīt,” saka Mikkel Heide Schirup. "Gan vides, gan bioloģiskie faktori, piemēram, fakts, ka mēs vēlāk uzaugam un esam bērni."
Cilvēka mutāciju biežums tiek pētīts galvenokārt eiropiešos
Nākamais pētījuma solis cita starpā būs izskatīt mutāciju biežumu vairāk pērtiķu starpā, lai iegūtu precīzāku novērtējumu. Pētnieki arī savā darbā plāno iekļaut vēl vienu lielu pērtiķi - bonobos.
Turklāt pētniekiem jāpārbauda mutāciju rādītāji vairāk dažādiem cilvēkiem, saka Mikkel Heide Schirup.
“Diemžēl mēs savācām informāciju par mutāciju biežumu galvenokārt uz Eiropas iedzīvotāju materiāliem, tāpēc tagad mums ir jānoskaidro, vai attēls varētu būt atšķirīgs citās pasaules daļās,” saka Mikkel Heide Schirup.
Mortens Allentoft piekrīt, ka tam vajadzētu būt nākamajam solim.
“Būs interesanti redzēt, vai mutāciju rādītāji ir atšķirīgi, piemēram, Amazones vai Āfrikas pamatiedzīvotāju vidū. Varbūt tas mums sniegs informāciju par to, kur un kad mūsu evolūcijas vēsturē šis rādītājs samazinājās un vai tas notika pēc izceļošanas no Āfrikas."
Atrasts vairāk mutāciju, nekā gaidīts
Jaunajā pētījumā tika apskatītas desmit māšu, tēvu un mazuļu pērtiķu ģimenes: septiņas šimpanžu ģimenes, divas gorillu ģimenes un viena orangutānu ģimene.
Pētnieki dokumentēja vairākas jaunas mutācijas, atrodot ģenētiskus variantus, kas bija tikai bērnam, nevis vecākiem.
Tas tika izdarīts ar genoma secības noteikšanas paņēmienu, ko izmanto organisma DNS noteikšanai.
Visās ģimenēs pētnieki atrada vairāk mutāciju jauniešos, nekā tika gaidīts, pamatojoties uz datiem par mutācijām cilvēkiem.
Zinātnieki arī izmantoja iepriekšējo pētījumu materiālus, kuros pārbaudīja mutāciju biežumu cilvēkiem.
Asbjørn Mølgaard Sørensen