Генетическая близость человека и шимпанзе: Почему 98,8% — это только часть истории?

Генетическая близость человека и шимпанзе: Почему 98,8% — это только часть истории?

 

Шимпанзе, наряду с бонобо, являются ближайшими ныне живущими родственниками человека. Возможно, вы слышали, что ДНК человека и шимпанзе совпадает на 98,8%. Но так ли это на самом деле? И что вообще означает «похожая ДНК»?

Эксперты, опрошенные Live Science, поясняют: цифра 98,8%, которую часто цитируют при сравнении геномов шимпанзе (Pan troglodytes) и человека (Homo sapiens), игнорирует ключевые различия. Дело в том, что ранние исследования учитывали только те участки ДНК, которые легко сопоставить. Однако около 15–20% генома содержит области, которые либо отсутствуют у одного из видов (так называемые «вставки и делеции»), либо переставлены в процессе эволюции. Если включить их в анализ, отличие возрастает до 5–10%, а с учётом сложных для выравнивания регионов — даже до 10% и более.

Геномы человека и шимпанзе состоят из четырёх нуклеотидов: аденина (A), гуанина (G), цитозина (C) и тимина (T). Как объяснил Дэвид Хаусслер, научный директор Института геномики Калифорнийского университета в Санта-Круз, сравнение этих геномов напоминает сопоставление двух почти идентичных, но слегка отредактированных версий объёмного романа длиной в 3 миллиарда «букв». Учёные подсчитывают совпадения в выравненных областях. Однако у человека и шимпанзе даже внутривидовые различия могут достигать 9%, как показало исследование 2005 года. Это делает прямое сравнение геномов ещё более сложным.

Основные отличия скрыты не в кодирующих белки генах (которые составляют всего 2% ДНК), а в некодирующих участках. Эти регионы регулируют активность генов, влияя на то, как, когда и где белки производятся. «Небольшое изменение в ДНК может радикально изменить её экспрессию, — подчёркивает Томас Маркес-Бонет из Института эволюционной биологии в Барселоне. — Именно регуляторные элементы делают человека человеком, а шимпанзе — шимпанзе». Например, крошечные мутации в некодирующих областях могли сыграть ключевую роль в развитии человеческого мозга и сложного социального поведения.

Современные исследования показывают, что эволюционные изменения также связаны с мобильными генетическими элементами — транспозонами. Эти «прыгающие гены» способны перемещаться по геному, вызывая структурные перестройки. У человека, например, активность транспозонов в мозге влияет на нейропластичность. Кроме того, эпигенетические факторы — химические модификации ДНК, не затрагивающие последовательность нуклеотидов, — по-разному регулируют гены у двух видов. Это объясняет, почему почти идентичный генетический «набор инструментов» приводит к столь разным результатам.

Таким образом, хотя генетическая близость человека и шимпанзе остаётся научным фактом, важно понимать: сходство в 98,8% — лишь верхушка айсберга. Истинные различия лежат глубже, в том, как эволюция «использовала» общий генетический материал для создания уникальных биологических черт.

Современные технологии, такие как CRISPR и секвенирование третьего поколения, позволяют изучать ранее недоступные участки генома. В 2023 году международная группа учёных обнаружила, что различия в регуляторных элементах ДНК отвечают за уникальные особенности метаболизма человека, связанные с развитием речи и долголетием. Кроме того, исследования показали, что у шимпанзе выше генетическое разнообразие, что может быть ключом к их устойчивости к некоторым заболеваниям. Эти открытия напоминают: даже минимальные генетические изменения, умноженные на миллионы лет эволюции, способны породить удивительное биологическое разнообразие.

Добавить комментарий