Как мутация помогла человеку встать на ноги
|
|
Утрата двух фрагментов ДНК позволила сделать ногу человеческих предков приспособленной к прямохождению. Когда мы говорим об эволюции человека, то в первую очередь обращаем внимание на мозг: именно наши умственные способности отделяют нас от мира животных, включая наших ближайших родственников – обезьян.
|
|
Про прямохождение, про умение ходить на двух ногах, а не на четырёх лапах, мы забываем, а зря – для того, чтобы человек встал на ноги, нужно было решить сложную инженерную задачу по «перепроектированию» задних конечностей. Как это могло произойти, описывают в своей статье в Cell биологи из Стэнфорда, которые начали своё исследование вовсе не с приматов, а с рыбы под названием трёхиглая колюшка.
|
|
Трёхиглая колюшка замечательна некоторыми особенностями скелета: тело рыбы снабжено костяными пластинами и шипами, защищающими её от хищников. У морских популяций колюшек и пластины, и шипы довольно велики, у пресноводных же они уменьшаются в размерах, делаясь легче. Лёгкая броня увеличивает плавучесть и подвижность рыбы, с другой стороны, чтобы защититься от крупных хищных насекомых, обитающих в пресноводных водоёмах, достаточно и такой защиты.
|
Очевидно, массивность шипов и пластин должны управляться генетическими механизмами.
|
|
Дэвид Кингсли (David Kingsley) и его коллеги обнаружили, что у морских и пресноводных колюшек по-разному работает ген GDF6, который относится к семейству генов, контролирующих формирование костей. У всякого гена есть специальные регуляторы – последовательности в ДНК, от которых зависит его активность. У морских рыб регулятор GDF6 настроен так, чтобы сам GDF6 работал активнее, белка, который он кодирует, синтезировалось бы больше, и, как следствие, броня становилась бы массивнее, тяжелее.
|
|
Как известно, эволюция движется не созданием новых генов, а изменением в работе старых, так что большинство новых особенностей, черт, признаков у живых существ возникает как раз из-за мутаций в регуляторных областях ДНК. Вот исследователи и подумали, что вставание человека с четверенек на две ноги произошло благодаря изменениям в управлении генами, отвечающими за развитие скелета.
|
|
Известно, что в нашем геноме существует более 500 участков, где произошла утрата регуляторных последовательностей, имеющихся у большинства других животных, включая шимпанзе. В двух случаях такие потери произошли вблизи гена GDF6. Но действительно ли именно эти регуляторные области мешали переконструировать задние ноги приматов «по-человечески»? Эксперименты на мышах показали, что данные участки ДНК контролировали количество белка именно в задних ногах, а не в передних, а в самих ногах они работали в зоне мизинца и «молчали» в области большого пальца. Если у мышей отключали GDF6, у животных уменьшались кости там, где ген переставал работать, и, например, пальцы или череп делались меньше.
|
|
Человек же, напомним, утратил участки ДНК, активирующие ген GDF6 именно в задних конечностях, то есть белка, стимулирующего рост костей, тут стало меньше. Как это помогло встать на ноги? Авторы работы полагают, что следствием утраты стало изменение формы стопы: мизинец сильно уменьшился, а большой палец остался прежним, так что нога – стопа – стала более крепкой и устойчивой, помогая поддерживать вертикальное положение тела во время ходьбы, бега и прыжков. Впрочем, подробности эволюционных изменений в молекулярно-генетическом механизме развития скелета здесь будут ещё проясняться; возможно, что одной мутацией тут дело не обошлось.
|
|
http://www.nkj.ru/news/27965/
|