Природа делает скачки

Наука и технологии
«Эксперт» №24 (471) 27 июня 2005

Новые генетические исследования американских биологов нанесли очередной удар по классической парадигме теории эволюции, согласно которой изменения в структуре генома накапливаются постепенно.

В статье профессора биологии университета штата Вашингтон (Сиэтл) Эвана Эйхлера и его коллег, опубликованной 17 июня в журнале Genome Research, приводятся сравнительные данные о строении специфических участков ДНК человека и его ближайших родственников - обезьян, свидетельствующие в пользу того, что большая часть генетических изменений в хромосоме 2 homo sapiens произошла в относительно короткий с эволюционной точки зрения срок - менее чем за десять миллионов лет.

"Вторая" хромосома человека на протяжении многих лет привлекает особое внимание исследователей благодаря своей уникальной эволюционной истории: биологи полагают, что она появилась в результате слияния двух небольших обезьяньих хромосом, и, таким образом, наличие хромосомы 2 считается первичным генетическим признаком, отличающим человека от его эволюционных предшественников.

Группа Эйхлера осуществила подробный структурный анализ так называемого перицентромерного региона хромосомы 2, известного тем, что в нем происходят наиболее быстрые генетические изменения. И именно в этих регионах "второй" человеческой хромосомы содержится большое количество особых повторяющихся последовательностей ДНК, дупликонов, которые по своему составу сходны с аналогичным генетическим материалом наших предков-обезьян.

На первом этапе анализа американские биологи обнаружили, что генетическая общность структуры ДНК дупликонов у человека и обезьян составляет в среднем от 94 до 99%. Однако при последующем детальном сравнении этих участков у различных приматов неожиданно оказалось, что, тогда как в геномах человека, шимпанзе, горилл и орангутангов подавляющее большинство дуплицируемых фрагментов совпадает, в геномах так называемых обезьян Старого Света (бабуинов, макак, гамадрилов и т. д.) - животных, основным ареалом обитания которых являются Африка и Южная Азия, значительная часть дупликонов отсутствует.

Это обстоятельство дало основание ученым сделать вывод: мощная генетическая перестройка ДНК приматов происходила как раз в течение относительно узкого временного отрезка (в промежуток между 20 и 10 миллионами лет назад), который примерно соответствует периоду, окончательно оформившему эволюционное расхождение линии человекообразных обезьян и "обезьян Старого Света". В то же время тот факт, что группа Эйхлера не нашла сколько-нибудь серьезных различий в структуре дупликонов homo sapiens и высших приматов, по всей видимости, указывает на неравномерность генетической эволюции homo sapiens: в следующие 10 миллионов лет сильной генетической встряски не происходило. Это серьезно укрепляет позиции сторонников так называемой теории прерывистого равновесия. Согласно этой альтернативной теории, эволюционное развитие форм жизни на Земле осуществляется сериями коротких скачков, перемежающихся более длительными периодами пауз. В частности, в б