"Две главных черты человека — большие размеры мозга и замедленное развитие нервной системы внутри утробы матери. Теперь нам удалось раскрыть молекулярные механизмы развития и той, и другой особенности Homo sapiens, которые, как оказалось, включаются на самых ранних стадиях развития мозга", — заявил Дэвид Хаусслер (David Haussler) из университета Калифорнии в Санта-Крузе (США).

Геномы человека и шимпанзе совпадают на 99 процентов, однако наши нервные системы развиваются совершенно по-разному и страдают от разных проблем в старости. Эти различия мешают ученым использовать приматов для изучения болезней человека и выяснить, как он приобрел способность членораздельно говорить и мыслить.

За последние годы исследователи открыли несколько сотен генов, отвечающих за развитие мозга и отличающиеся по структуре в геномах человека и шимпанзе. Однако им так и не удавалось найти те участки ДНК, которые отвечали за необычайно крупные, по сравнению с остальным телом, размеры нашего мозга. Многие нейрофизиологи и генетики подозревают, что причина разительного отличия двух видов кроется не столько в структуре генов, сколько в различиях в их активности в разных частях мозга.

Хаусслер и его коллеги смогли найти этот, как они выражаются, "Святой Грааль эволюции мозга человека", изучая структуру разных генов на первой хромосоме человека, удаление которых очень часто приводит к развитию микроцефалии, а удвоение или повреждение — к макроцефалии или тяжелым формам аутизма.

В этом участке генетического кода, как объясняют ученые, находится набор генов из семейства NOTCH2, отвечающих за развитие "заготовок" нейронов и формирование будущих тканей мозга в зародыше млекопитающих. Их структура почти не отличается в ДНК всех приматов и они, как недавно показали ученые из России, работают одинаковым образом при развитии зародыша.

Наблюдая за активностью этих участков ДНК в культурах стволовых клеток, Хаусслер и его коллеги заметили одну простую вещь, которую почему-то упустили все остальные научные коллективы. Оказалось, что в человеческих клетках работает "лишний" ген, который отсутствует или не работает в заготовках нейронов шимпанзе, горилл и других приматов.

Изучив его структуру, специалисты пришли к выводу, что ген NOTCH2NL появился в ДНК наших предков примерно три-четыре миллиона лет назад в результате серии "удачных" ошибок при копировании первой хромосомы. Первая ошибка привела к тому, что один из генов семейства NOTCH2 был частично скопирован и встроен в ДНК первых Homo. Это превратило его в "мусорный" псевдоген, не игравший никакой роли в работе организма.

Вторая ошибка "починила" его поврежденные части, в результате чего в геноме протолюдей появился новый участок ДНК, радикально поменявший программу развития нервной системы, который был затем еще несколько раз скопирован в ходе последующей эволюции. Как показали опыты ученых на стволовых клетках, удаление NOTCH2NL приводит к тому, что заготовки нервных клеток начинают быстрее "взрослеть" и реже делиться.

"Одна стволовая клетка, участвующая в росте мозга, может дать жизнь двум нейронам или еще одной заготовке и одной нервной клетке. NOTCH2NL заставляет их выбирать второй вариант, что позволило нашему мозгу вырасти в объеме. Как часто происходит в истории эволюции, небольшое изменение в работе стволовых клеток привело к очень большим последствиям", — заключают эксперты.

Чтобы два самых авторитетных в мире научных журнала – британский «Nature» и американский «Science» – одновременно посвятили значительную часть своих очередных выпусков одной и той же теме, – такое случается крайне редко. А уж если случается, то свидетельствует о чрезвычайной важности этой темы. Так что публикация сразу 12-ти статей, посвящённых расшифровке генома шимпанзе и его сравнению с геномом человека, – событие, конечно, незаурядное.

Для реализации проекта по картированию и сравнительному анализу генома шимпанзе был создан международный консорциум. В него вошли 67 учёных из 23-х научных учреждений 5-ти стран – США, Израиля, Испании, Италии и Германии. Координировали работу генетики Гарвардского университета и Массачусетского технологического института в Бостоне. А кровь для анализа ДНК дал молодой самец шимпанзе по имени Клинт (Clint), обитатель одной из вольер Национального центра по изучению приматов имени Йеркиса в Атланте, штат Джорджия. К сожалению, в январе нынешнего года донор умер от острой сердечной недостаточности в самом расцвете сил, в возрасте 24-х лет. Его скелет находится теперь в экспозиции музея Филда в Чикаго. Однако самая главная ценность, доставшаяся человечеству в наследство от Клинта, – это порция его крови, послужившая исходным материалом для расшифровки и анализа генома шимпанзе. Теперь приматы пополнили перечень организмов, наследственный материал которых полностью картирован. Этот перечень насчитывает сегодня уже сотни позиций: тут и плесневые грибы, и бактерии, в том числе возбудители опасных инфекционных заболеваний (сибирской язвы, туляремии, чумы, тифа), и растения (рис, кофейное дерево), и насекомые (малярийный комар), и птицы (например, курица), и млекопитающие (мышь, крыса, собака, свинья, корова). Однако человекоподобные обезьяны занимают в этом перечне, конечно же, совершенно особое место. По словам Роберта Уотерстона (Robert Waterston), возглавляющего отдел геномных исследований Высшей медицинской школы Вашингтонского университета в Сиэтле, «изучение шимпанзе как самого близкого из ныне живущих на Земле родственника человека может дать нам максимум информации о нас самих». Однако прежде чем перейти к обсуждению полученных учёными результатов, я позволю себе небольшое отступление – или, если хотите, напоминание, – чтобы было понятнее, о чём, собственно, речь.

Как известно, любой живой организм состоит из клеток, и в ядре каждой клетки имеется один и тот же свойственный данному биологическому виду набор генетической информации. Этот набор и именуется геномом. Носителем генетической информации являются хромосомы. Хромосома представляет собой молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты (сокращённо – ДНК) и состоит из двух длинных полинуклеотидных цепей, закрученных одна вокруг другой и соединённых друг с другом так называемыми водородными связями. Эта молекула именуется двойной спиралью, её можно несколько упрощённо представить себе в виде скрученной верёвочной лестницы. Разным видам животных присуще разное количество хромосом. Так, человеческий геном состоит из 23 пар хромосом – в каждой паре одна хромосома происходит от отца, другая – от матери. У плодовой мушки – дрозофилы – в ядрах клеток содержится по 4 пары хромосом, а, например, бактерии имеют всего одну непарную хромосому. На хромосомах в строго определённых участках расположены гены – своего рода единицы наследственности. В химическом отношении гены состоят из молекул 4-х азотистых соединений – аденина, цитозина, гуанина и тимина. Эти так называемые нуклеотидные основания повторяются в строго определённом порядке, образуя пары «аденин – тимин» и «гуанин – цитозин». Один ген может содержать от нескольких тысяч до более чем двух миллионов нуклеотидных оснований. Именно их последовательностью и определяются специфические функции каждого конкретного гена.

Образно геном можно представить себе так: ядро клетки – это библиотека, в которой хранятся инструкции по обеспечению жизни; хромосомы играют роль книжных полок; на полках стоят книги – молекулы ДНК; гены – это главы внутри книг, а нуклеотидные основания – аденин, тимин, гуанин и цитозин, которые принято обозначать начальными буквами их названий А, Т, G и С, – это тот самый алфавит, которым записан текст генома. Геном человека, например, – это цепочка из 3-х миллиардов 200-т миллионов букв.

Но того, что гены есть и что они работают, ещё недостаточно: они должны работать по-разному, обеспечивая те или иные специфические функции. Ведь клетки разных органов и тканей – скажем, кожи, печени, сердца и головного мозга, – разительно отличаются друг от друга. Между тем, ядро каждой из них содержит один и тот же набор генов. Всё дело – в активности генов: в одних клетках работают одни гены, в других – другие. Так что хромосомы являются носителями не только генов, но и тех белковых факторов, которые контролируют их функции. Этот набор генов вместе с регулирующими элементами и составляет ту структуру внутри клетки, которая обеспечивает все необходимые функции.

А теперь, вооружившись этими знаниями, давайте вернёмся к тем результатам, что были получены в ходе расшифровки генома шимпанзе. По вполне понятным причинам, наибольший интерес и у специалистов, и у широкой общественности вызывает каталог тех отличий в генетических кодах шимпанзе и человека, которые накопились за минувшие 6 с лишним миллионов лет, с тех пор, как эволюционные пути двух видов, имевших общего предка, разошлись. Сванте Пябо (Svante Pääbo), сотрудник Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге и один из участников проекта, оценивает полученную базу данных так:

Она представляет собой чрезвычайно полезный инструмент, который поможет нам в поиске ответа на вопрос, какими генетическими мутациями объясняется разительное отличие человека как биологического вида от всех прочих видов животных. Одно из направлений этого поиска сводится к тому, чтобы попытаться выявить взаимосвязь между генетическими различиями и активностью тех или иных генов.

Прежде всего, следует отметить, что полученные данные удивили специалистов. Главная неожиданность заключается в том, что геном шимпанзе, как оказалось, совпадает с геномом человека на 98,8 процента. Грубо говоря, генетическое сходство между человеком и шимпанзе в 10 раз больше, чем между мышью и крысой. Дилетантов, скорее всего, поразит столь большое сходство, эта почти полная идентичность геномов, однако учёных удивило как раз обратное: то, что отличие оказалось всё же довольно значительным. Тем более, что эта цифра – совпадение на 98,8 процента – не в полной мере отражает положение дел. Она получается при сравнении отдельных букв генетического кода в кодирующей ДНК. Здесь учёные насчитали 35 миллионов расхождений, что и составило 1,2 процента от всего генома шимпанзе, который насчитывает около 3-х миллиардов 100 миллионов нуклеотидных пар. Но это далеко не всё: существенные различия были обнаружены и в распределении тех последовательностей нуклеотидных оснований, которые образуют некодирующую, «эгоистическую» ДНК. Эти несовпадения составили ещё 2,7 процента от всего генома, что дало в сумме уже почти 4 процента.

В общей сложности у шимпанзе не оказалось 53-х генов из тех, что имеются у человека. В частности, в геноме шимпанзе отсутствуют три гена, играющие ключевую роль в развитии воспалений, которые, как известно, являются причиной многих заболеваний человека. С другой стороны, человек, похоже, утратил в процессе эволюции ген, который предохраняет животных от болезни Альцгеймера.

Наиболее значительные отличия касаются генов, регулирующих иммунную систему. По мнению профессора Эвана Эйклера (Evan Eichler), сотрудника Высшей медицинской школы Вашингтонского университета в Сиэтле, это свидетельствует о том, что в процессе эволюционного развития шимпанзе и человеку пришлось противостоять разным патогенам и бороться с разными болезнями. Сванте Пябо (Svante Pääbo) поясняет:

Прежде всего, мы задались вопросом, какие сегменты ДНК могут внести ясность в историю происхождения ряда болезней. Мы знаем, что некоторые генетические структуры, вызывающие то или иное заболевание, встречаются и у шимпанзе, и у человека. Видимо, эти структуры унаследованы обоими видами от их общего предка. Однако есть болезни, генетическая предрасположенность к которым возникла в процессе эволюции только у человека. В этих случаях сравнительный анализ ДНК даст нам ценную информацию о генетической природе таких заболеваний и о восприимчивости к ним человека как биологического вида.

Анализируя собранные данные, учёные произвели своего рода компьютерное наложение карты генома шимпанзе на карту генома человека, что позволило им выделить три категории так называемых ДНК-дупликаций – тех, что имеются в геноме человека, но отсутствуют в геноме шимпанзе, тех, что имеются в геноме шимпанзе, но отсутствуют в геноме человека, и тех, что имеются в геноме обоих видов. ДНК-дупликация – это одна из форм мутации, при которой участок хромосомы удваивается. В данном случае учитывались сегменты ДНК длиной не менее 20-ти тысяч нуклеотидных пар. Оказалось, что примерно треть ДНК-дупликаций, обнаруженных у человека, отсутствуют у шимпанзе. По словам Эйклера, эта цифра изрядно удивила генетиков, поскольку она свидетельствует об очень высокой частоте мутаций за короткий – по эволюционным меркам – промежуток времени. В то же время анализ ДНК-дупликаций, присущих только геному шимпанзе, показал, что хотя количество мест, где они встречаются, относительно невелико, зато количество копий дуплицированных сегментов намного превышает этот показатель у человека. Да и в тех случаях, когда ДНК-дупликация имеет место и у шимпанзе, и у человека, у шимпанзе она обычно представлена большим количеством копий. В частности, учёные обнаружили сегмент, который в геноме человека встречается 4 раза, а в геноме шимпанзе – 400 раз. Интересно то, что этот участок расположен вблизи того региона, который у шимпанзе и других больших обезьян разделён на 2 хромосомы, а у человека слит в одну – хромосому №2.

Впрочем, разительные отличия между обезьяной и человеком объясняются не столько разночтениями генетического кода, сколько различной активностью генов, – подчёркивает Сванте Пябо. Руководимая им группа исследователей изучила и сравнила активность 21 тысячи генов в клетках сердца, печени, почек, яичек и головного мозга обоих приматов. Оказалось, что полного совпадения активности генов нет ни в одном из этих органов, но различия распределены крайне неравномерно. Как это ни удивительно, наименьшие отличия учёные зарегистрировали в клетках головного мозга – они составили всего несколько процентов. А наибольшие отличия были обнаружены в яичках: здесь каждый третий ген обладает другой активностью. Впрочем, это вполне объяснимо, если иметь в виду, что шимпанзе не образуют моногамных семей, а живут группами, своего рода коммунами, насчитывающими 25-30 особей обоего пола. То есть «беспорядочные половые связи» у шимпанзе распространены значительно шире, чем у людей. Чтобы повысить свои шансы на продолжение рода в условиях промискуитета, самцы шимпанзе должны производить огромное количество спермы. Не случайно яички у них в десять раз крупнее, чем у мужчин «гомо сапиенс». Но дело, конечно, не только в размерах, – говорит Сванте Пябо:

Полученные нами данные свидетельствуют об очень высокой активности тех генов на Y-хромосоме, которые непосредственно отвечают за производство спермы.

И тому факту, что человек физически гораздо слабее шимпанзе, учёные нашли генетическое объяснение: у обезьян мускулатура работает в 5-7 раз эффективнее потому, что у всех представителей рода человеческого ген MYH16, кодирующий «миозин» – белок мышечных волокон – представлен мутированной копией.

Однако если сконцентрироваться на вопросе, в чём всё-таки состоит главное генетическое отличие человека как биологического вида от обезьяны и чем объясняется столь успешная экспансия человека в ходе эволюции, то ответ, видимо, следует искать в выделенных учёными 6-ти участках генома. В геноме человека эти участки, содержащие в общей сложности несколько сотен генов, столь стабильны, что практически идентичны у всех людей; в геноме шимпанзе они, напротив, часто содержат мутации. Видимо, считают учёные, эти участки играли чрезвычайно важную роль в процессе нашей эволюции. Примечательно, что на одном из этих участков расположен ген FOXP2 – один из 4-х генов, ответственных за развитие речи. Как показали эксперименты, в лабораторных условиях обезьяны способны усвоить довольно значительный набор знаков и символов; шимпанзе, живущие на воле, используют для коммуникации весьма богатый ассортимент звуков; однако они физически не в состоянии совершать губами и языком те движения, которые необходимы для артикулированной речи. Возможно, именно мутация гена FOXP2 и стала одним из ключевых факторов, определивших столь разную эволюционную судьбу разных видов приматов.

1. У человека 23 пары хромосом, в то время как у шимпанзе 24. Учёные-эволюционисты верят, что одна из хромосом человека сформировалась из-за слияния двух маленьких хромосом шимпанзе, а не представляет собой присущие различие, являющееся результатом отдельного акта сотворения.

2. На конце каждой хромосомы расположена нить повторяющейся последовательности ДНК, которая называется теломер. У шимпанзе и других приматов насчитывается около 23 т.п.н. (1 т.п.н. равно 1000 пар гетероциклических оснований нуклеиновой кислоты) повторяющихся элементов. Люди уникальны среди всех приматов, их теломеры намного короче: длиной всего 10 т.п.н. (килооснований).

3. В то время как 18 пар хромосом "практически идентичны", хромосомы 4, 9 и 12 свидетельствуют о том, что они были "переделаны". Другими словами, гены и маркерные гены в этих хромосомах человека и шимпанзе находятся не в одинаковом порядке. Логичнее думать, что это присущее различие вследствие того, что они были сотворены отдельно, а не были "переделаны", как утверждают эволюционисты.

4. Хромосома Y (половая хромосома) особенно отличается по размеру и имеет много маркёрных генов, которые не совпадают (при выстраивании в линию) у человека и шимпанзе.

5. Учёные подготовили сравнительную генетическую карту хромосомы шимпанзе и человека, в частности 21-й хромосомы. Они наблюдали "крупные, неслучайные участки различий между двумя геномами". Ими был обнаружен ряд участков, которые "могли соответствовать инсерциям, являющимся специфическими для потомственной линии человека".

6. Размер генома шимпанзе на 10% больше, чем размер человеческого генома.

Эти виды различий обычно не учитываются при исчислении процентного сходства ДНК.

В одном из самых развёрнутых исследований по сравниванию ДНК человека и шимпанзе, исследователи сравнили более 19.8 миллионов оснований. Несмотря на то, что это число кажется большим, оно составляет менее 1% генома. Они подсчитали среднюю идентичность в 98.77% или 1.23% различий. Однако в этом исследовании, как и в других, были приняты во внимание только замены и не были учтены инсерции или делеции, как это было сделано в новом исследовании Бриттена. Замена нуклеотида – это мутация, когда одно основание (A, G, C, или T) заменяется другим. Инсерции или делеции обнаруживаются там, где при сравнении двух последовательностей отсутствуют нуклеотиды.

Замена Инсерция /делеция

Сравнение между заменой основания и инсерцией/делецией. Можно сравнить две последовательности ДНК. Если есть различие в нуклеотидах (A вместо G), то это - замена. И наоборот, если отсутствует основа, то считается, что это – инсерция/делеция. Предполагается, что нуклеотид был вставлен в одну из последовательностей, или он был удален из другой последовательности. Очень часто трудно определить, является ли различие результатом инсерции или результатом делеции. Фактически, вставки могут быть любой длины.

В исследовании Бриттена было рассмотрено 779 килооснований нуклеиновых кислот для того, чтобы тщательно изучить различия между шимпанзе и человеком. Бриттен обнаружил, что 1.4% оснований были заменены, что согласовывалось с предыдущими исследованиями (сходство 98.6%). Однако он обнаружил намного большее количество вставок. Длина большинства из них была всего лишь от 1 до 4 нуклеотидов, и в то же время было несколько нуклеотидов, длина которых составляла более 1000 пар оснований. Таким образом, инсерции и делиции добавили 3.4% дополнительных отличающихся пар оснований.

Тогда как предыдущие исследования были сосредоточены на замене оснований, они упускали самый большой вклад в генетические различия между человеком и шимпанзе. Недостающие нуклеотиды человека или шимпанзе, как оказалось, составляют количество в два раза больше, чем количество заменённых нуклеотидов. Хотя число замен приблизительно в десять раз больше, чем число вставок, количество нуклеотидов, участвующих в инсерциях и делициях намного больше. Было отмечено, что эти вставки представлены в одинаковом количестве в последовательностях человека и шимпанзе. Поэтому инсерции или делеции происходили не только у шимпанзе или только у человека, и их можно интерпретировать как внутренне присущее различие.

Будет ли эволюция подвергнута сомнению теперь, когда сходство в ДНК шимпанзе и человека снизилось с >98.5% до ~95%? Вероятно, нет. Независимо от того, опустится ли степень сходства даже ниже 90%, эволюционисты всё равно будут верить в то, что люди и обезьяны произошли от общего предка. Более того, использование процентных показателей скрывает очень важный факт. Если отличается 5% ДНК, то это соответствует 150 000 000 пар оснований ДНК, которые различны между собой!

В ряде многих исследований было показано значительное сходство ядерной ДНК и митохондриальной ДНК у современных людей. Фактически, последовательности ДНК всех людей настолько похожи, что ученые, как правило, приходят к выводу, что существует "недавнее единое происхождение всех современных людей, с общим замещением старых популяций". Честно говоря, подсчёты эволюционистами даты происхождения "самого недавнего общего предка" (СНОП), то есть "недавнего единого происхождения" привели к числу 100,000-200,000 лет назад, что по меркам креационистов не является недавним временем. Эти подсчёты основывались на сравнении с шимпанзе и предположении, что общий предок шимпанзе и человека появился приблизительно 5 миллионов лет назад. А вот исследования, которые использовали сравнения определённого поколения и генеалогические сравнения метахондриальной ДНК , указали на происхождение ещё более недавнего СНОП - 6,500 лет!

Исследование наблюдаемых мутаций в течение одного поколения указывает на более недавнего общего предка человека, чем филогенетические подсчёты, предполагающие связь между человеком и шимпанзе. Предполагается, что мутационные области являются причиной различий между этими классами. Однако в обоих случаях они полагаются на униформистские принципы, а именно, что проценты, подсчитанные в настоящем можно использовать для того, чтобы экстраполировать время событий в далекое прошлое.

Вышеупомянутые примеры демонстрируют, что заключения научных исследований могут быть разными в зависимости от того, как проводятся эти исследования. Люди и шимпанзе могут иметь 95% или >98.5% сходства в ДНК в зависимости от того, какие нуклеотиды считаются, а какие исключаются. Современный человек может иметь единого недавнего предка, который появился

Ссылки и примечания

(Для тех, кому дарвинизм даётся с трудом)

Всего ничего

У человека нашли только три гена, отличающие его от шимпанзе

Когда б вы знали, из какого сора...
Анна Ахматова

Люди любят рассматривать фотографии животных. Кошки, собаки, лошади, ламы - все они, особенно детеныши, кажутся нам очень симпатичным. Однако мало кто называет симпатичными или милыми обезьян, особенно высших приматов. Эти звери выглядят как пародия на человека. Явные черты сходства, перемешанные с отчетливо животными признаками, вызывают смешанные чувства.

Человек и обезьяна действительно похожи. На уровне ДНК сходство между Homo sapiens и Pan troglodytes - шимпанзе - превышает 98 процентов. В цифрах эта разница кажется не такой маленькой: из трех миллиардов "букв" человеческого генома целых 60 миллионов являются уникальными для H. sapiens . В данном случае цифры создают ложное представление о пропасти, отделяющей человека от обезьяны. Практически все гены этих двух групп организмов отличаются лишь незначительными вариациями последовательности ДНК.

Ученые до сих пор не могут объяснить, как эти небольшие генетические отличия смогли обеспечить колоссальный эволюционный прыжок от обезьяны к человеку. Первый ответ, который приходит в голову, - последовательности, характерные для H. sapiens , составили в его геноме в особые "гены человечности". Однако на практике эта теория не подтверждается: исследователи не обнаружили у человека уникальных генов. Все гены H. sapiens эволюционировали из генов общего с шимпанзе предка. Авторы нового исследования впервые обнаружили целых три исключения из этого правила.

Эволюция на генном уровне

Прежде чем описывать новое открытие, стоит чуть подробнее рассказать, как именно происходит эволюция генетических последовательностей. Геномы самых первых живых организмов, появившихся на нашей планете, содержали всего несколько сотен генов. Чтобы размножаться, первые жители Земли делили свое тело, состоящее из единственной клетки, надвое. Каждый из потомков получал по одной копии родительского генома. Копирование ДНК "папы" (или "мамы") происходило с ошибками - некоторые гены терялись, а другие, напротив, появлялись в удвоенном варианте. В некоторых случаях "лишние" гены не приводили к смерти хозяина. Они сохранялись в цепочке поколений и постепенно мутировали. Через несколько десятков сотен копирований последовательность таких генов изменялась до неузнаваемости. Соответственно, менялась и последовательность кодируемых генами белков. Постепенно строение живых существ усложнялось, но механизмы образования новых генов оставались неизменными.

В некоторых случая новые гены появлялись без удвоения старых - мутации появлялись и в генах, представленных в единственной копии. Если изменения не ухудшали жизнеспособность организма, они могли сохраняться в череде поколений. В конце концов в гене накапливалось критическое число таких нейтральных или положительных мутаций, и у кодируемого белка появлялись новые функции.

Еще один способ образования новых генов - это потеря части последовательности. Укороченный ген иногда продолжал работать не хуже полноценной копии, кроме того, место утраченных "букв" могли занимать соседние последовательности ДНК. Еще один вариант рождения новых генов - "сращивание" старых друг с другом или их расщепление.

Во всех описанных случаях гены не создаются de novo : основой для них всегда служат уже существующие у организма варианты. Биологи были уверены в этом факте вплоть до 2006 года, когда в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences появилась группы исследователей, работавших с плодовой мушкой Drosophila melanogaster .

Авторы обнаружили в геноме дрозофилы целых пять генов, которых нет у ее ближайших родственников. Все они образовались из так называемой "мусорной" ДНК (junk DNA). Этим нелицеприятным эпитетом ученые обозначают не кодирующие белки последовательности ДНК, функция которых неизвестна. Термин был предложен в 1972 году американским генетиком японского происхождения Сусуму Оно (Susumu Ohno) и с тех пор прижился. У развитых организмов "мусорная" ДНК составляет более 95 процентов генома.

После выхода "мушиной" работы биологи бросились искать уникальные гены у других организмов. Однако к настоящему моменту их удалось обнаружить только у дрожжей. Тем не менее, авторы нового исследования под руководством Ифы Маклайсэт (Aoife McLysaght) из Тринити колледжа в Дублине задались целью найти новые гены у человека.

Ключи к человечности

Маклайсэт и ее коллеги сравнили геномы H. sapiens и P. troglodytes . Используя специальные программы, они сопоставляли последовательности известных на сегодняшний день генов человека и шимпанзе. Авторы обнаружили в геноме человека 644 гена, не имеющих аналогов у шимпанзе.

Порядок расположения генов у шимпанзе и человека практически не отличается. Исследователи пристально изучили области обезьяньего генома, где могли бы располагаться подозрительные последовательности. В существующих базах данных ДНК P. troglodytes в некоторых из этих мест отсутствовали большие куски кода, поэтому исследователям пришлось исключить из рассмотрения 425 из найденных 644 генов.

На следующей стадии работы ученые провели повторный поиск оставшихся 219 последовательностей в геноме шимпанзе, используя немного иной алгоритм. У 150 предположительно уникальных человеческих генов в геноме P. troglodytes обнаружились аналоги. Таким образом, "круг подозреваемых" сузился до 69 генов. Ученые вычеркнули из этого списка последовательности, которые были обнаружены в геномах других видов, кроме шимпанзе. Наконец, Маклайсэт и ее соавторы отказались от генов, которые были представлены только в одной базе данных человеческой ДНК и могли попасть туда по ошибке.

Все стадии отбора прошли только три гена - CLLU1 , C22orf45 и DNAH10OS . Чтобы еще раз убедиться в их уникальности для человека, исследователи проверили геномы макаки, гиббона и гориллы. Последовательности, напоминающие CLLU1 , C22orf45 и DNAH10OS , были обнаружены у всех изученных приматов, однако являться полноценными генами они не могли и присутствовали в "мусорной" ДНК.

Для того чтобы считаться геном, последовательность должна содержать определенные сочетания "букв", в частности, отмечающих конец и начало гена. Такие характерные "буквосочетания" узнаются ферментами, отвечающими за синтез белка с этого гена. У макаки, шимпанзе, гиббона и гориллы характерных для генов отличительных признаков не было. Более того, у них имелись участки, мешающие полноценной работе ферментов. Причем у всех приматов (кроме человека) эти участки были одинаковыми.

Исследователи предположили, что в ходе эволюции человека в некоторых регионах "мусорной" ДНК, присутствующих у приматов, накопились необходимые изменения, которые позволили им стать настоящими генами. Именно работа этих генов привела к появлению рода Homo .

Идея о сходстве ДНК человека и шимпанзе почти на 100% считается общеизвестной. Цитируемые показатели варьируются в пределах 97%, 98%, или даже 99%, в зависимости от того, кто об этом говорит. На чем же основываются эти заявления и означают ли эти данные, что между людьми и шимпанзе не такая уж и большая разница? Неужели мы просто эволюционировавшие приматы? Следующие принципы помогут в правильном понимании этого вопроса:

Сходство («гомология») не является свидетельством общего предка (как утверждает теория эволюции), а скорее свидетельством общего дизайнера (сотворение). Сравните автомобиль Порш и Фольцваген ‘Жук’. Оба автомобиля оснащены плоским, горизонтально расположенным, с воздушным охлаждением, 4-х цилиндровым двигателем, который находится в задней части автомобиля. У этих двух автомобилей установлены независимые подвески, есть две двери, багажное отделение (багажник), расположенное в передней части, и много других схожих характеристик (‘гомологий’). Почему у этих двух настолько разных автомобилей есть столько общего? Потому что они были разработаны одним и тем же дизайнером! Независимо от того, является ли сходство морфологическим (внешний вид) или биохимическим, оно никак не является свидетельством в пользу эволюции.

Если бы люди полностью отличались от всех остальных живых существ, или вообще каждое живое существо полностью отличалось друг от друга, указывало ли бы это на Создателя? Нет! Согласно человеческой логике мы бы скорее допустили, что, наверное, существует много создателей, а не один. Единство творения является свидетельством существования Единого Истинного Бога, которым было всё сотворено (Римлянам 1:18–23).

Если бы люди полностью отличались от всех других живых форм, как бы мы тогда смогли жить? Если мы едим пищу для того, чтобы наше тело получало необходимые для жизни питательные вещества и энергию, чем бы мы питались, если каждый другой организм, живущий на земле, полностью отличался бы от нас по своему биохимическому составу? Каким бы образом наш организм смог переваривать эти вещества, и как бы мы использовали аминокислоты, сахара и другие компоненты других форм жизни, если бы они отличались от аминокислот, сахаров и других компонентов нашего организма? То есть биохимическое сходство необходимо для того, чтобы мы могли питаться!

Мы знаем, что ДНК, которая находится в клетках, содержит много информации, необходимой для развития нашего организма. Другими словами, если два организма схожи, то их ДНК также будут иметь какое-то сходство. ДНК коровы и кита, двух млекопитающих, должны иметь больше сходств, чем ДНК коровы и бактерии. Если бы это было не так, то роль ДНК как носителя информации в живых организмах, была бы поставлена под сомнение. Точно также люди и приматы имеют много морфологических сходств, поэтому естественно, что их ДНК схожи. Из всех животных шимпанзе наиболее схожи с людьми, и поэтому ДНК шимпанзе имеет много похожего с человеческой ДНК.

Определённые биохимические свойства являются общими для всех живых существ, поэтому существует даже степень схожести между ДНК дрожжей, например, и человеческой ДНК. Так как клетки человеческого организма во многом действуют подобно клеткам дрожжей, то это означает, что у человека и у дрожжей есть сходства в последовательности ДНК. Эти сходства отвечают за генетический код ферментов, которые выполняют такие же функции в обоих типах клеток. Некоторые из таких последовательностей, которые, например, кодируют ГКГ (главный комплекс гистосовместимости) белки, почти идентичны.

Как насчет 97% (или 98% или 99%!) сходства между людьми и шимпанзе? Эти цифры означают не совсем то, о чём утверждается в популярных публикациях (и даже в некоторых приличных научных журналах). ДНК содержит свою информацию в последовательности четырёх химических компонентов, известных как нуклеотиды, аббревиатура C,G,A,T. Группы из трёх нуклеотидов (триплетов) одновременно ‘читаются’ в клетке с помощью сложного трансляционного механизма для того, чтобы установить последовательность 20 разных типов аминокислот для объединения их в белки. Человеческая ДНК имеет, по меньшей мере, 3,000,000,000 нуклеотидов, которые расположены последовательно. ДНК шимпанзе и близко не была определена, чтобы можно было сделать соответствующее сравнение (для этого бы понадобилось много времени - представьте, что вам нужно было бы сравнить две стопки из 1000 больших книг, чтобы найти сходства и различия, предложение за предложением!).

Откуда же тогда взялось это «сходство на 97%»? Основой для появления этих данных стала довольно грубая методика под названием гибридизация ДНК, при которой маленькие кусочки человеческой ДНК разделили на единичные нити и потом соединили в двойные нити (дуплексы) с ДНК шимпанзе. Однако существует много разных причин, почему ДНК скрещивается или нет, и только одна из них – это степень сходства (гомология). Поэтому, эта, отчасти случайная цифра, не используется теми, кто работает в молекулярной гомологии (используются другие параметры, выведенные из формы ‘нисходящей’ кривой). Почему же тогда цифра 97% настолько распространена? Скорее всего, потому, что она служила с определённой целью — внушения эволюционных идей научно необразованным людям.

Интересно, что начальные документы не содержали исходных данных, и читатель вынужден был принять интерпретацию этих данных «на веру». Сарих и соавторы получили исходные данные и использовали их в подробном обсуждении того, какие параметры должны применяться при изучении гомологии. Сарих обнаружил у Сибли и Олквиста большую небрежность в выведения своих данных, а также в их статистическом анализе. Исследуя эти данные, я обнаружил, что даже если не поддавать критике всё остальное, цифра 97% появилась в результате допущения самой главной статистической ошибки - округление двух цифр без принятия во внимание различия в числе наблюдений, вносивших вклад в каждую цифру. При правильном подсчёте это число составляет 96.2%, а не 97%. Так как нет точных повторений в данных, цифры, опубликованные Сибли и Олквистом не вызывают никакого доверия.

Что если молекула ДНК человека и шимпанзе были бы гомологичными даже на 96%? Что бы это означало? Означало бы это, что люди могли ‘эволюционировать’ от общего предка вместе с шимпанзе? Вовсе нет! Было посчитано, что количество информации, которое содержится в 3 миллиардах пар оснований нуклеиновых кислот в ДНК каждой клетки человеческого организма, равно количеству информации, содержащейся в 1000 книг, каждая с размером в энциклопедию. Если люди отличаются «всего» на 4% это всё равно составляет 120 миллионов нуклеотидов, равных приблизительно 12 миллионам слов, или 40 большим книгам информации. Несомненно, что для мутаций (случайных изменений), это препятствие, которое невозможно преодолеть.

Означает ли высокая степень сходства, что две последовательности ДНК имеют то же самое значение или функцию? Нет, не обязательно. Сравните следующие предложения:

Сегодня существует много учёных, которые сомневаются в эволюционной системе взглядов и её атеистических философских выводах.

Сегодня существует немного учёных, которые сомневаются в эволюционной системе взглядов и её атеистически философских выводах.

Эти предложения на 97% схожи, но при этом они несут полностью противоположный смысл! Сильное сходство здесь заключается в том, что большие последовательности ДНК могут включаться или выключаться с помощью относительно маленьких управляющих последовательностей. Данные относительно сходства ДНК означают вовсе не то, что утверждают пропагандисты теории эволюции!

Ссылки и примечания

1. Эволюционист-антрополог Джефри Шварц при Университете в Питцбурге, утверждает, что человек по морфологическим признакам более похож на орангутанга. Acts and Facts , 16(5):5, 1987.
2. Сибли и Олквист, 1987, J. Molec . Evol . (26:99–121).
3. Sarich и соавторы. 1989. Cladistics 5:3–32.
4. Там же
5. Исследования молекулярной гомологии могут быть весьма полезными для креационистов в установления того, какими были первоначально созданные «роды» и что произошло с тех пор, вызвав образования новых видов в пределах каждого «рода». Например, разновидности/виды вьюрков, которые обитают на Галапагосских Остравах, вероятно произошли от первоначальной небольшой группы, которая добралась до островов. Рекомбинация генов и естественный отбор могли быть причиной появления современных разновидностей вьюрков на островах - так же, как и все породы собак, которые существуют в мире, были искусственно выведены из первоначальной дикой собаки. Интересно, что изучения молекулярной гомологии больше всего соответствует Писанию, когда речь идёт о библейских родах, и противоречат главным предсказаниям эволюции относительно взаимосвязи между такими основными группами, как типы и классы.
6. Майкл Дентон Denton, 1985. Evolution: Theory in Crisis. (Burnett Books, London).
7. Диллема Халдейна указывает на проблему для эволюционистов в получении генетических изменений в высших организмах, особенно тех, которые имеют длительное время одного поколения. Из-за цены замещения (смерть непригодных) одного гена другим в популяции, потребовалось бы более 7×1011 лет поколений людей, чтобы заместить 120 миллионов нуклеотидных пар. Другими словами, за 10 миллионов лет (в два раза больше того времени, которое предположительно прошло с тех пор, как жил гипотетический общий предок шимпанзе и человека), произошли бы лишь 1667 замещений, или 0.001% различия. Просто для обезьяноподобных существ было недостаточно времени, чтобы превратиться в человека. И это еще преуменьшает проблему для эволюции, так как в данном расчете допускается совершенная эффективность естественного отбора и игнорируются такие вредные процессы, как инбридинг и дрейф генов, а также проблемы, поставленные плейотропией (когда один ген отвечает более чем за один признак) и полигенией (когда более чем один ген отвечает за один признак). Смотрите Ремайн, The Biotic Message (St. Paul Science, St. Paul, Minnesota, 1993), стр. 215–217.