Естественный отбор у людей: Ученые выяснили, у каких людей больше шансов победить в эволюционной гонке

Ученые выяснили, у каких людей больше шансов победить в эволюционной гонке

https://ria.ru/20190813/1557426857.html

Ученые выяснили, у каких людей больше шансов победить в эволюционной гонке

Ученые выяснили, у каких людей больше шансов победить в эволюционной гонке — РИА Новости, 13.08.2019

Ученые выяснили, у каких людей больше шансов победить в эволюционной гонке

Современные британцы унаследовали от предков несколько вариантов генов, которые помогли им стать выше, более светлокожими и веснушчатыми. По мнению ученых,… РИА Новости, 13.08.2019

2019-08-13T08:00

2019-08-13T08:00

2019-08-13T10:39

наука

великобритания

кембриджский университет

колумбийский университет

открытия — риа наука

эволюция

болезнь альцгеймера

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155055/56/1550555634_0:0:3471:1953_1920x0_80_0_0_3c8b7b7bcc8a970ef0954ef31381851d. jpg

МОСКВА, 13 авг — РИА Новости, Альфия Еникеева. Современные британцы унаследовали от предков несколько вариантов генов, которые помогли им стать выше, более светлокожими и веснушчатыми. По мнению ученых, естественный отбор все еще действует среди людей и направляет эволюцию так, чтобы жизнеспособность человека повышалась. Все как у зверейВ 2012 году международная группа исследователей изучала данные из церковно-приходских книг четырех финских деревень: Хиттинен, Кустави, Рымааттылаа и поселения на острове Икаалинен. Всего проанализировали информацию о почти шести тысячах человек, проживавших в этих местах с 1760-го по 1849 год. Это довольно большая выборка, затрагивавшая сразу несколько поколений отдельных семей. Ученые могли проследить репродуктивный успех каждого человека, оценивая его по четырем критериям: достижение половой зрелости, возможность выбрать брачного партнера, успешный брак и уровень плодовитости. Все эти сведения содержались в церковно-приходских книгах, куда вносили записи о крещении, венчании и смерти. Анализ показал, что способность передать гены потомкам не зависела от принятой в общинах моногамии, социального и имущественного неравенства или общего культурного уровня. Кроме того, несмотря на норму, запрещающую менять брачного партнера, репродуктивный успех мужчин варьировался шире, чем у женщин. Это, кстати, соответствует правилу естественного отбора: эволюционная изменчивость самок, несущих большие репродуктивные риски, меньше, чем у самцов.Иными словами, естественный отбор среди людей шел так же, как в дикой природе у животных. И самыми успешными представителями сообществ считались те, кто прожил дольше и успел воспроизвести больше потомков, тоже отличавшихся повышенной живучестью и плодовитостью.Выше, светлее и в веснушкахЧетыре года спустя международная команда ученых исследовала естественный отбор в человеческой популяции более детально. Ученые проанализировали свыше четырех миллионов точечных мутаций, которые встречаются у современных британцев с частотой более пяти процентов. Материалом послужили геномы более трех тысяч человек, включенные в биобанк Соединенного Королевства. В первую очередь специалисты обращали внимание на те генетические варианты, частота которых менялась в десять, а иногда и в сто раз быстрее, чем обычно. Дело в том, что в результате разных процессов частоты генов меняются постоянно, и скорость этих преобразований известна. Если какая-то мутация стремительно распространяется внутри популяции, то вряд ли это случайность.В итоге выделили четыре гена, повлиявших на образ жизни и внешний облик. Один связан с возможностью синтезировать лактазу — фермент, участвующий в усвоении молочного сахара. Именно благодаря ему организм взрослого человека переваривает молоко.Обычно этот вариант гена встречается в популяциях, которые практиковали молочное животноводство. По мнению авторов работы, он появился у предков современных обитателей Великобритании минимум две тысячи лет назад. Другие важные генетические вариации, закрепленные естественным отбором, определили более светлую пигментацию волос и глаз, а также образование веснушек. Кроме того, названы несколько сотен генов, которые сделали современных британцев немного выше ростом, а британок — шире в бедрах. Также часто встречались аллели, ответственные за увеличение окружности головы и веса у новорожденных и позднее половое созревание у женщин. Бабушки в помощьГенетики из Кембриджского и Колумбийского университетов на выборке порядка двухсот тысяч человек показали, что естественный отбор действует даже в пределах одного поколения. Так, в старших возрастных группах отбраковываются генетические варианты, которые могут негативно влиять на продолжительность жизни.Речь прежде всего идет о гене APOE. Он кодирует белок — переносчик холестерола, необходимый, среди прочего, для восстановления повреждений нервной ткани. Для некоторых вариантов этого гена, например APOE ε4, доказана связь с болезнью Альцгеймера. Частота именно таких опасных вариаций снижается в европейской популяции с увеличением возраста. Причем это более характерно для женщин. Что касается мужчин, то у них негативному отбору подвержены варианты гена рецептора CHRNA3, связанные с тяжелой никотиновой зависимостью. Снижение частоты обоих плохих вариантов генов наблюдалось у большинства участников исследования старше 70 лет, то есть уже после репродуктивного возраста. На первый взгляд, такой отбор среди стариков кажется бессмысленным. Однако здоровые бабушки и дедушки способны взять на себя заботу о внуках, что позволит их сыновьям и дочерям рожать еще больше детей и таким образом обеспечить эволюционный успех именно своим генам.

https://ria.ru/20190729/1556963108.html

https://ria.ru/20190615/1555578000.html

https://ria.ru/20190304/1551488251.html

великобритания

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria. ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155055/56/1550555634_1021:0:3461:1830_1920x0_80_0_0_d679e0b48b9a9fcea7d2bc9c49a140ac.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

великобритания, кембриджский университет, колумбийский университет, открытия — риа наука, эволюция, болезнь альцгеймера

Наука, Великобритания, Кембриджский университет, Колумбийский университет, Открытия — РИА Наука, эволюция, болезнь Альцгеймера

МОСКВА, 13 авг — РИА Новости, Альфия Еникеева. Современные британцы унаследовали от предков несколько вариантов генов, которые помогли им стать выше, более светлокожими и веснушчатыми. По мнению ученых, естественный отбор все еще действует среди людей и направляет эволюцию так, чтобы жизнеспособность человека повышалась.

Все как у зверей

В 2012 году международная группа исследователей изучала данные из церковно-приходских книг четырех финских деревень: Хиттинен, Кустави, Рымааттылаа и поселения на острове Икаалинен. Всего проанализировали информацию о почти шести тысячах человек, проживавших в этих местах с 1760-го по 1849 год.

Это довольно большая выборка, затрагивавшая сразу несколько поколений отдельных семей. Ученые могли проследить репродуктивный успех каждого человека, оценивая его по четырем критериям: достижение половой зрелости, возможность выбрать брачного партнера, успешный брак и уровень плодовитости. Все эти сведения содержались в церковно-приходских книгах, куда вносили записи о крещении, венчании и смерти.

Анализ показал, что способность передать гены потомкам не зависела от принятой в общинах моногамии, социального и имущественного неравенства или общего культурного уровня. Кроме того, несмотря на норму, запрещающую менять брачного партнера, репродуктивный успех мужчин варьировался шире, чем у женщин. Это, кстати, соответствует правилу естественного отбора: эволюционная изменчивость самок, несущих большие репродуктивные риски, меньше, чем у самцов.

Иными словами, естественный отбор среди людей шел так же, как в дикой природе у животных. И самыми успешными представителями сообществ считались те, кто прожил дольше и успел воспроизвести больше потомков, тоже отличавшихся повышенной живучестью и плодовитостью.

Ученые признали женщин главным двигателем эволюции

29 июля 2019, 11:31

Выше, светлее и в веснушках

Четыре года спустя международная команда ученых исследовала естественный отбор в человеческой популяции более детально. Ученые проанализировали свыше четырех миллионов точечных мутаций, которые встречаются у современных британцев с частотой более пяти процентов. Материалом послужили геномы более трех тысяч человек, включенные в биобанк Соединенного Королевства.

В первую очередь специалисты обращали внимание на те генетические варианты, частота которых менялась в десять, а иногда и в сто раз быстрее, чем обычно. Дело в том, что в результате разных процессов частоты генов меняются постоянно, и скорость этих преобразований известна. Если какая-то мутация стремительно распространяется внутри популяции, то вряд ли это случайность.

В итоге выделили четыре гена, повлиявших на образ жизни и внешний облик. Один связан с возможностью синтезировать лактазу — фермент, участвующий в усвоении молочного сахара. Именно благодаря ему организм взрослого человека переваривает молоко.

Конец эволюции человека. Почему нам уже не стать выше, сильнее и выносливее

15 июня 2019, 08:00

Обычно этот вариант гена встречается в популяциях, которые практиковали молочное животноводство. По мнению авторов работы, он появился у предков современных обитателей Великобритании минимум две тысячи лет назад.

Другие важные генетические вариации, закрепленные естественным отбором, определили более светлую пигментацию волос и глаз, а также образование веснушек. Кроме того, названы несколько сотен генов, которые сделали современных британцев немного выше ростом, а британок — шире в бедрах. Также часто встречались аллели, ответственные за увеличение окружности головы и веса у новорожденных и позднее половое созревание у женщин.

Бабушки в помощь

Генетики из Кембриджского и Колумбийского университетов на выборке порядка двухсот тысяч человек показали, что естественный отбор действует даже в пределах одного поколения. Так, в старших возрастных группах отбраковываются генетические варианты, которые могут негативно влиять на продолжительность жизни.

Речь прежде всего идет о гене APOE. Он кодирует белок — переносчик холестерола, необходимый, среди прочего, для восстановления повреждений нервной ткани. Для некоторых вариантов этого гена, например APOE ε4, доказана связь с болезнью Альцгеймера. Частота именно таких опасных вариаций снижается в европейской популяции с увеличением возраста. Причем это более характерно для женщин.

Теща против свекрови. Ученые выяснили, от какой бабушки больше пользы

4 марта 2019, 08:00

Что касается мужчин, то у них негативному отбору подвержены варианты гена рецептора CHRNA3, связанные с тяжелой никотиновой зависимостью.

Снижение частоты обоих плохих вариантов генов наблюдалось у большинства участников исследования старше 70 лет, то есть уже после репродуктивного возраста. На первый взгляд, такой отбор среди стариков кажется бессмысленным. Однако здоровые бабушки и дедушки способны взять на себя заботу о внуках, что позволит их сыновьям и дочерям рожать еще больше детей и таким образом обеспечить эволюционный успех именно своим генам.

Как человек отключает естественный отбор

25. 09.2020 | 11:08

Обратная сторона современной гуманистической медицины — порча генофонда.

Человек — продукт эволюции. На протяжении 4 млрд лет она безжалостно отсекала тех, кто не был приспособлен к текущему моменту. Сегодня естественный отбор почти отключен, и это неизбежно отражается на генофонде. Современная медицина стремится к тому, чтобы выживали все, независимо от накопленных мутаций. Но насколько это соответствует замыслу природы?

Рассказывает кандидат биологических наук, профессор биологии Мичиганского университета Алексей Симонович Кондрашов — гость программы «Вопрос науки» с Алексеем Семихатовым.

Положительный отбор — двигатель эволюции

Когда мы говорим про эволюцию, имеем в виду положительный отбор. Его еще называют дарвиновским, когда полезным оказывается какой-то генетический вариант, ген, аллель, которого у исходных популяций нет или он очень редок. Вот жили обезьяны, но вдруг условия изменились и им захотелось стать людьми. Для этого им надо накопить тысячу аллелей, которых у них просто нет. И вот сидят обезьяны и ждут, когда же возникнет соответствующая мутация. Потом мутация возникает, и, если повезет, ее частота в популяции обезьяны растет. В результате обезьяна сделала шаг к человеку — это и есть эволюция. И это называется положительный отбор, то есть отбор, который благоприятствует варианту исходно редкому или вообще отсутствовавшему.

А бывает отбор отрицательный. Это отбор в пользу варианта, который в данный момент в популяции частый. И, соответственно, когда возникает за счет мутаций редкий вариант, он вреден. Вреден именно в данный момент. Может быть, в будущем, если возникнет еще какой-нибудь другой признак, он станет полезным. Но в данный момент он вредный, ведь эволюция не знает, что будет дальше, у нее нет никакого предвидения. Приведу пример.

Допустим, я принадлежу к популяции чернокожих и живу в Африке. Если у меня возникнет мутация, делающая меня светлокожим, то это вредно, ведь я живу в тропиках. А если я из тропиков убежал на север, то это полезно. Я делю мутации на полезные и вредные в зависимости от того, как они в данный момент влияют на приспособленность вида

Если ты живешь в постоянных условиях, то ты и не будешь меняться. Можно привести в пример живых ископаемых. Какой-нибудь мечехвост или гинкго за 200 млн лет морфологически никак не изменился. Если выкапывать из триасовых отложений гинкго, оно морфологически от современного почти не отличается.

В то же время постоянно происходят вредные мутации. Мутационный процесс неостановим просто потому, что законы физики не позволяют нам копировать последовательности ДНК без ошибок. Так что ошибки в природе происходят всегда. Эта ошибка может затронуть неважный участок ДНК — и тогда она будет, как мы говорим, селективно нейтральна. Ошибка может быть и вредной, и полезной. Кто-то из отцов-основателей генетики сказал, что улучшать генотип за счет мутаций — это все равно что улучшать статую, обстреливая ее издали из пулемета. Есть вероятность, что ты отобьешь ей что-то лишнее, но вероятность эта маленькая. Так что удивляться надо полезным мутациям, а не вредным. В этом смысле отрицательный отбор — это тупая сила, сохраняющая статус-кво и действующая всегда. Если его отключить, то ничего хорошего не будет.

От мух до генофонда человека

Что такое отбор? Отбор — это когда разные твари производят разное количество потомков. Возьмем популяцию мух и сделаем так, чтобы от каждой пары оставалось ровно два ребенка: дочка-муха и сыночек-муха. Дальше они будут между собой снова случайно скрещиваться и жить. Этот опыт мы сделали больше 20 лет назад. И за 30 поколений приспособленность популяции упала вдвое, потому что всякий отбор был отключен. Причем отключен был и отрицательный отбор — они просто свободно копили мутации. Если каждая скотина приносит определенное число потомков, отбор не работает по определению. Эволюция происходит за счет положительного дарвиновского отбора, а с точки зрения поддержания результатов эволюции мы являемся крайне маловероятным и неравновесным объектом. Если постараться, чтобы все выживали и жили счастливо, что является целью медицины, то тогда генофонд получится — и, соответственно, уже получается — плохим.

Генофонд портится от гуманистических медицинских мер — это очевидно, и с этим никто не спорит. Но есть вещи неочевидные. Как быстро это приведет к каким-то существенным последствиям? Надо понимать, что вопросы научные и вопросы этические полностью расцеплены. Очень часто люди сразу начинают нести какую-нибудь фашистскую чушь и говорить: раз так — давайте не будем лечить больных. Вопрос о том, что надо делать, совершено никак с генофондом не связан. Гуманистическая точка зрения, принятая в цивилизованных странах, заключается в том, что жизнь человека важнее. Но оттого, что мы такие хорошие гуманисты, законы природы действовать не перестают и, соответственно, нужно понимать, что будет.

И тут возникает несколько интересных вопросов. Вопрос первый: до какой степени отбор популяции человека реально отключен? Ответ: конечно, он не отключен полностью. В отличие от опыта с мухой, который мы поставили, у человека есть существенная изменчивость по количеству детей. Правда, в большой степени эта изменчивость не приводит ни к какому отбору. Потому что то, сколько у тебя детей, зависит от чего угодно: от религиозных взглядов, жизненных установок, и гораздо меньше в современном обществе это зависит от твоего генотипа.

Отбор сейчас, безусловно, слабее, чем он был, когда наши предки были питекантропами и жили в пещерах, но вот насколько он слаб, мы на самом деле не знаем. Тут есть еще одна хитрость: тот отбор, который в популяции человека сейчас действует, может оказаться плохим. Недавно в Америке и в Исландии в независимых друг от друга исследованиях были получены очень интересные выводы: отбор действует против генов, которые способствуют получению образования. То есть чем больше у тебя аллелей, коррелирующих с получением образования, тем меньше у тебя детей. Рано или поздно такой неправильный отбор приведет к тому, что аллели, препятствующие получению образования, будут в популяции накапливаться.

Такой отбор действует в наши дни, исследования проводятся на современном срезе. Берут 100 000 исландцев и смотрят, сколько у них детей и сколько у каждого из них аллелей, способствующих получению образования. Выясняется, что чем больше таких аллелей, тем меньше детей. Мы не знаем, что было сотни лет назад, было ли больше или меньше детей у грамотного викинга. И не знаем, продлится ли такая ситуация еще 100 лет.

Эффект возраста отца и мутации

По моим ощущениям, все получится как у мухи: мы меняемся на несколько процентов за поколение. Могу сказать, на чем основано мое мнение. Пожалуй, наиболее убедительные данные — это возраст отца. У женщины все яйцеклетки практически готовы, когда она еще не родилась на свет. За четыре месяца до рождения деление в женском зародышевом пути прекращается. А если ты мужчина, ты продолжаешь как дурак генерировать сперматозоиды всю свою жизнь. В каком бы возрасте ни размножалась женщина, ее яйцеклетка проходит примерно через 35 делений. Если мужчина размножается в возрасте 18 лет, то его сперматозоид прошел через 150 делений. А если он размножается в возрасте 70 лет, его сперматозоид прошел через 600 делений, и, соответственно, он наградит своего ребенка в четыре раза большим числом мутаций.

Ученые сравнивают разные параметры детей, родившихся от молодых и старых отцов. Есть нюансы, но общая картина вырисовывается. Дети, рожденные от старых отцов, существенно уступают детям, рожденным от молодых отцов, по самым разным параметрам, прежде всего когнитивным: по скорости развития, по общему интеллекту, по всяким образовательным тестам. Страдает в первую очередь мозг, потому что это самая сложная структура в организме, содержащая большую часть наших генов. Если в моих мышцах работает 5% моих генов, то в мозгу их 80%. И, соответственно, по нему мутации бьют больше всего. Наша сложность — это прежде всего сложность мозгов.

Почему я говорю о возрасте отца? Потому что эффект возраста отца примерно равен общему эффекту накопления мутаций за одно поколение. И эффект возраста отца составляет больше процента, но меньше 10%. Если у ребенка папаше 70 лет, то когнитивные параметры этого ребенка в среднем будут уступать когнитивным параметрам ребенка, у которого папаше 18 лет, на 3%. В разных опытах, в разных исследованиях получаются очень разные результаты, но порядок такой. Из этого я делаю вывод, что если вообще в течение поколения полностью отсутствует отрицательный отбор, то именно на 3% все будет путаться. На мухе у нас получался результат 2%, но у мухи геном меньше нашего в 30 раз. Новорожденный мушонок несет одну вредную мутацию, а новорожденный человек несет примерно десять вредных мутаций.

Я говорю именно о вредных мутациях. Всего новорожденный ребенок несет 60 мутаций. Но поскольку 90% нашего генома — это мусор, а 10% — не мусор, значит, из этих 60 примерно пять-шесть штук попадут туда, где они важны, и они практически все будут вредны.

Представьте, приходит женщина к врачу, а врач ей говорит: «Поздравляю, вы беременны. Надеюсь, вы родите мутанта». Можете вы себе представить такого врача? Не можете. Потому что с точки зрения человеческого гуманизма практически все мутации — это плохо. А то, что одна мутация из миллиона полезная, будущей матери глубоко по барабану. Она не хочет, чтобы ее ребенок был мутантом.

Редактирование генов подобно каменному топору

Конечно, от накопления вредных мутаций за десять лет человечество не вымрет. Но нужно уже сейчас изучать этот вопрос и получать более точные данные. Сейчас все кричат про редактирование геномов — всякие CRISPR. Появляется надежда, что все геномы отредактируют. Но современные методы редактирования геномов на много порядков величины недостаточно точны, чтобы их можно было применять на людях. Я, в принципе, большой сторонник редактирования геномов и не вижу никаких принципиальных этических проблем. Мы же не хотим, чтобы ребенок получил какие-то вирусы от своих родителей. Почему же мы хотим, чтобы ребенок получил от родителей вредные аллели? Так что, если бы можно было эти вредные аллели аккуратно вернуть к норме, я считаю, что это не только этически допустимо, а этически необходимо.

Но если ты при этом все перекорежишь… Пока никаких методов даже на горизонте не видно, и совершенно не факт, что это когда-нибудь вообще станет возможно.

Существующие методы абсолютно далеки от реальности. И все рассказы о применении их на человеке — это злонамеренное вранье. Все равно что изобрели каменный топор и сказали, что теперь мы можем делать коронарное шунтирование. Вы же не будете его делать топором? И здесь это то же самое. Есть одна единственная генетическая манипуляция, которую на людях можно делать, — это замена митохондрий. Если у женщины митохондриальная мутация, которая сделает ее ребенка неизлечимо больным, то можно взять яйцеклетку другой женщины, вынуть из нее ядро и вставить в него оплодотворенное ядро из яйцеклетки будущей матери. И тогда получится, что рождается ребенок, у которого есть генотип мамы, генотип папы, а митохондриальный генотип — это маленький-маленький кусочек — вообще от третьей женщины, здоровой. Вот это единственная хитрая ситуация, где генетическая манипуляция возможна.

Она в каких-то странах уже разрешена.

Это неплохо, но это очень редкая ситуация. Вот возьмем среднего здорового человека — меня. У среднего здорового человека мутаций в генотипе порядка 1000 штук (и это только те, которые заменяют аминокислоты белка). Мне уже размножаться поздно, но, если бы я собирался размножаться, конечно, я был бы рад, чтобы в моих половых клетках эти вредные аллели заменили на нормальные. Зачем детям передавать всякую бяку? Но возможность поменять 1000 каких-то букв в геноме на другие — это сейчас абсолютно из области фантастики.

Главный эволюционный механизм, который нам позволяет существовать, — это система снижения скорости мутирования. Вероятность ошибки на одно удвоение ДНК — 1 на 10 млрд. Вы можете себе представить, что вы печатаете и делаете одну ошибку на 10 млрд символов? Одну на 100 млн страниц? Вот так и работает наша клетка. Следит за этим полимераза. И это самое важное, что вообще нам позволяет существовать.

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации

Расскажите друзьям

• 15.03.2023 | 10:09

  Телеканал «Наука» стал лауреатом премии «Большая Цифра»

• 20.03.2023 | 16:25

  • Машины против людей
  • Кибервсё
  • Будущее уже здесь

  Джинн вылетел из бутылки: в Стэнфорде скопировали ChatGPT, потратив всего 600 долларов

• 20. 03.2023 | 15:42

  • Внеземное

  Анимация показывает, как выглядело бы небо, если бы мы могли видеть гамма-лучи

• 20.03.2023 | 13:55

  • Живое
  • Эволюция сегодня
  Эволюционисты выяснили как появилась яркая окраска, предупреждающая о ядовитости

• 20.03.2023 | 12:27

  • Устройство человека
  • Социальное животное

  Нейрофизиологи: мозг людей, говорящих на разных языках, действительно устроен по-разному

• Роскосмос / космонавт Олег Артемьев

  Лучшие фото с орбиты Земли за 2022 год

• Shutterstock

  Земля теперь весит шесть роннаграмм: приняты новые метрические префиксы

• Управляющий сигнал (зеленый) активирует набор переключателей на металлической полосе.

  Электромагнитный импеданс метаматериала резко меняется, в результате чего прямо распространяющийся сигнал (обозначен синим цветом) частично отражается во времени (обозна

  Andrea Alu/ City University of New York’s Advanced Science Research Center

  После десятилетий поисков физики обнаружили «отражения времени»

• Пример эдиакарского животного

  Shutterstock

  Древних вымираний было не пять. Палеонтологи обнаружили следы скрытого шестого

• ESA/Webb, NASA & CSA, A. Martel

  Модель развития Вселенной пора пересмотреть?

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Люди все еще развиваются? – YourGenome

В настоящее время, благодаря доступности более качественных медицинских услуг, продуктов питания, отопления и гигиены, количество «опасностей», с которыми мы сталкиваемся в нашей жизни, резко сократилось. В научных терминах эти опасности называются давлением отбора. Они заставляют нас адаптироваться, чтобы выжить в окружающей среде, в которой мы находимся, и размножаться. Именно давление отбора движет естественным отбором («выживает наиболее приспособленный»), и именно так мы эволюционировали в тот вид, которым являемся сегодня.

Вопрос в том, что теперь у нас меньше давления отбора и больше помощи в виде медицины и науки, остановится ли эволюция для людей вообще? Это уже прекратилось?

Генетические исследования показали, что люди все еще развиваются. Чтобы выяснить, какие гены подвергаются естественному отбору, исследователи изучили данные, полученные в рамках Международного проекта HapMap и Проекта 1000 геномов.

Каталог генетических вариаций человека

Проекты International HapMap и 1000 Genomes были направлены на каталогизацию генетических вариаций в образцах ДНК, взятых у отдельных людей со всего мира.

Большинство занесенных в каталог вариаций человека характеризуется заменами одного основания, называемыми однонуклеотидными полиморфизмами (SNP). Расположение и частота этих изменений позволяет нам составить список областей человеческого генома, где распространены генетические вариации. Модели уменьшенной изменчивости помогают ученым идентифицировать гены, которые, возможно, недавно были положительно отобраны в результате естественного отбора.

Как обнаруживаются генетические варианты?

Когда генетические варианты дают нам особое преимущество и улучшают нашу физическую форму, они с большей вероятностью передаются будущим поколениям.

Генетические варианты можно найти, сравнивая геномы разных людей и пытаясь увидеть, где есть различия в последовательности ДНК и где гены расположены в их геномах. Когда генетические варианты дают особое преимущество и улучшают нашу приспособленность, они с большей вероятностью выживают и передаются будущим поколениям, таким образом, становясь более распространенными в популяции. Когда это происходит, в геномах популяции можно найти образец или «подпись». Это связано с тем, что когда генетический вариант начинает распространяться в популяции, он не приходит один, а приносит с собой некоторых ближайших генетических «пассажиров». Эти пассажиры — кусочки ДНК, расположенные по обе стороны от выгодного варианта. Итак, если ученые найдут эту подпись во множестве геномов популяции, это будет одним из первых признаков того, что естественный отбор может действовать. Это предполагает, что все они произошли от общего предка и, следовательно, унаследовали один и тот же образец генетической изменчивости.

Если геномы двух популяций сильно различаются, это может быть признаком того, что отбор произошел в одной популяции, а не в другой. По мере того, как полезный ген становится все более распространенным, он может влиять на то, какие другие гены экспрессируются, и даже снижать общий уровень генетической изменчивости в окружающей области генома, выделяя его.

К сожалению, даже при отсутствии отбора любой из этих паттернов может обнаружиться случайно, особенно при исследовании всего генома. Чтобы усложнить ситуацию, такие события, как рост населения, могут имитировать некоторые из тех же эффектов. Не существует идеального способа распознать, где произошел отбор, но иногда мы получаем очень сильный намек.

Ученые обнаружили, что большинство генов, прошедших недавнюю эволюцию, связаны с обонянием, размножением, развитием мозга, пигментацией кожи и иммунитетом против патогенов.

Толерантность к лактозе

В большинстве регионов мира взрослые не способны переваривать лактозу, содержащуюся в молоке.

Одним из примеров недавнего естественного отбора у людей является способность переносить сахар, лактозу, в молоке. В большинстве регионов мира взрослые не могут пить молоко, потому что после отлучения от груди их организм отключает выработку кишечной лактазы — фермента, расщепляющего сахар в молоке. Поскольку эти люди не могут переваривать сахар лактозу, они страдают от таких симптомов, как вздутие живота, спазмы в животе, метеоризм, диарея, тошнота или рвота.

Тем не менее, более 70 процентов взрослых европейцев могут с удовольствием пить молоко. Это связано с тем, что они несут регуляторные изменения в области ДНК, которая контролирует экспрессию гена, кодирующего лактазу. Это изменение ДНК позволяет включить ген лактазы и продолжить выработку лактазы даже после отъема. Это генетическое изменение, по-видимому, произошло между 5 000 и 10 000 лет назад, то есть примерно в то же время, когда в Европе было установлено одомашнивание молочных сельскохозяйственных животных, таких как коровы.

Это говорит о том, что возможность пить молоко во взрослом возрасте обеспечила сильное эволюционное преимущество в Европе. Это может быть связано с тем, что в Европе было намного меньше времени, проведенного на солнце, и люди больше нуждались в витамине D, содержащемся в коровьем молоке. Или это может быть потому, что коровье молоко представляет собой гораздо более безопасную и чистую альтернативу питьевой воде, которая может вызвать заболевание. Молоко, возможно, также предотвратило смерть от голода, когда неурожай и еды было мало. Те, кто не переносит лактозу, умрут от голода, а те, кто сможет ее переносить, выживут.

Какой бы ни была причина, сильное давление отбора, должно быть, благоприятствовало тем людям, чей ген лактазы оставался включенным. Этот вариант гена лактазы настолько распространен среди европейцев, что теперь мы считаем непереносимость лактозы состоянием здоровья, а не естественным процессом, которым она является.

Инфекционное заболевание

Люди, способные пережить инфекции, с большей вероятностью передадут свои гены потомству.

Самое сильное эволюционное давление из всех исходит от инфекционных заболеваний. Ежегодно миллионы людей умирают от инфекционных заболеваний, особенно в бедных регионах мира. Люди, способные пережить инфекции, с большей вероятностью передают свои гены своим потомкам. Однако гены, обеспечивающие преимущество против одного заболевания, могут не дать преимущества при столкновении с другим.

Ген каспазы-12

Когда инфекционные заболевания стали более распространенными в человеческом населении, возможно, из-за того, что популяции росли в размерах и патогены могли распространяться быстрее, люди с генетическим преимуществом имели больше шансов выжить и размножаться . В результате эти генетические преимущества были выбраны для того, чтобы позволить большему количеству людей выживать и бороться с болезнями. В некоторых случаях генетическое преимущество возникло в результате потери полной активности гена.

Хорошим примером этого является ген каспазы-12 <. Каспаза-12 работает как часть нашей иммунной системы, специфически реагируя на бактериальную инфекцию.

Было высказано предположение, что ген каспазы-12 постепенно инактивировался в человеческой популяции, поскольку активный ген может привести к более слабому ответу на бактериальную инфекцию.

В исследовании, проведенном учеными Wellcome Trust Sanger Institute в 2005 году, было высказано предположение, что 9Ген 0054 каспазы-12 постепенно инактивировался в человеческой популяции, поскольку активный ген может привести к более слабому ответу на бактериальную инфекцию. Люди с полностью функциональной каспазой-12 подвергались гораздо более высокому риску смертельной бактериальной инфекции (сепсиса), если бактерии попадали в кровоток, чем люди с неактивной версией гена.

До улучшенной гигиены и антибиотиков выживание при тяжелом сепсисе было сильным фактором отбора для неактивного гена, что было бы очень благоприятным. Сегодня у людей с двумя копиями неактивного гена в восемь раз больше шансов избежать тяжелого сепсиса при инфекционном заболевании и в три раза больше шансов выжить.

Но исследование оставляет нам ключевой вопрос. Если так хорошо иметь неактивный ген, почему у наших предков вообще была активная форма? Это может быть связано с тем, что в некоторых регионах мира наличие активного гена дает такое же преимущество, как и наличие неактивного гена в других регионах мира. Однако ясно, что все организмы динамичны и будут продолжать адаптироваться к своей уникальной среде, чтобы продолжать добиваться успеха. Короче говоря, мы все еще развиваемся.

Восприимчивость к ВИЧ

Было обнаружено, что женщины с определенной комбинацией вариантов лучше остальных избавляются от ВИЧ-инфекции.

ВИЧ является современной движущей силой эволюции человека. В некоторых частях Южной Африки вирусом заражена почти половина женщин. В исследовании в Дурбане доктор Филип Гулдер и его коллеги из Оксфордского университета обнаружили, что женщины с определенной комбинацией вариантов человеческого лейкоцитарного антигена ( HLA-B27 ) лучше избавлялись от ВИЧ-инфекции, чем лица с генетическими подтипами HLA-A или HLA-C . HLA, продуцируемые главным комплексом гистосовместимости (MHC), на сегодняшний день представляют собой наиболее вариабельную область генома человека и являются важной частью иммунной системы. Инфицированные матери с ВИЧ-защитными генами HLA-B с большей вероятностью пережили ВИЧ-инфекцию и передали эти гены своим детям.

Было высказано предположение, что относительно низкому уровню ВИЧ в Западной Европе способствует общая вариация корецептора вирусной частицы ВИЧ (CCR5). Этот вариант почти полностью защищает людей от ВИЧ и встречается у 13% европейцев. Однако это крайне редко встречается в других популяциях по всему миру, включая африканцев. Происхождение варианта у людей восходит к тысячелетию назад, задолго до эпидемии СПИДа, которая началась только в конце 19 века.70-е годы. Поэтому вполне вероятно, что этот вариант мог быть выбран, потому что он защищает от других вирусных или бактериальных инфекций.

Естественный отбор у людей происходит чаще, чем вы думаете

В эпоху, когда люди в промышленно развитых странах имеют хороший доступ к противозачаточным средствам и редко поедаются хищниками, естественный отбор по-прежнему направляет нашу эволюцию? Вероятно, больше, чем вы думаете, предполагает новое исследование.

Естественный отбор по-прежнему влияет на эволюцию самых разных человеческих качеств, начиная с того момента, когда люди заводят детей, и заканчивая индексом массы тела, сообщается в исследовании, опубликованном в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Некоторых ученых это удивляет. Я думаю, это еще более удивительно для широкой публики», — признает ведущий автор Джалеал Санджак, который только что защитил докторскую диссертацию по эволюционной биологии в Калифорнийском университете в Ирвине. «Это довольно аккуратно».

Многие признаки различаются у разных представителей популяции людей и животных, от размера тела до цвета волос, и эти различия часто связаны с различиями в генах. Естественный отбор происходит, когда некоторые из этих признаков помогают одним особям выживать и размножаться больше, чем другим. Это приводит к тому, что их гены со временем становятся более распространенными в популяции, и именно так эволюционируют виды, чтобы приспособиться к изменениям в окружающей среде.

Чтобы увидеть, какие черты отбираются у людей, исследователи использовали ДНК и медицинские данные более 200 000 женщин старше 45 лет и 150 000 мужчин старше 50 лет, то есть людей, которые в основном закончили рожать детей. из огромной базы данных добровольцев в Великобритании, называемой Британским биобанком.

Пустые пробирки для образцов с уникальными номерами 2DID ожидают заполнения в Биобанке, крупнейшем в мире морозильнике для образцов крови и мочи недалеко от Манчестера, северная Англия, на фотографии 2010 года. Исследователи опирались на данные британского биобанка. (Фил Ноубл/Рейтер)

Поскольку в современной жизни между людьми не так много различий в выживании, Санджак и его коллеги изучили, какие черты связаны с тем, что человек рожает больше детей в течение своей жизни.

Затем исследователи проверили, какие из этих признаков имеют генетический компонент и поэтому могут подвергаться естественному отбору. Они сделали это, изучив людей со схожими чертами и измерив, насколько они генетически похожи. То есть они не знали точно, какие гены связаны с чертами, на которые влияют различные генетические факторы и факторы окружающей среды.

Множество черт

Исследование выявило 13 черт у женщин и 10 черт у мужчин, которые связаны с рождением большего количества детей и имеют генетический компонент. К ним относятся:

• Их первый ребенок в более раннем возрасте.
• Более высокий индекс массы тела.
• Меньшее количество лет обучения.
• Низший подвижный интеллект, то есть способность решать проблемы, требующие логики и рассуждений.

Исследователи отметили, что некоторые из этих черт связаны между собой — например, люди, родившие первого ребенка в более раннем возрасте, как правило, имели меньше лет образования. Но интересно, что среди женщин, родивших первого ребенка в более старшем возрасте, больше детей было у более образованных.

Хотя может показаться удивительным, что люди с большим весом по сравнению с их ростом рожают больше детей, их индекс массы тела был измерен после того, как у них уже были дети, и Санджак отмечает, что неясно, вызывает ли само рождение детей более высокий индекс массы тела или наличие более высокого индекса массы тела помогает увеличить количество детей, которые у вас есть.

На стоковом изображении изображена семья с пятью детьми. Поскольку между людьми в современной жизни не так много различий в выживании, исследователи изучили, какие черты связаны с тем, что человек рожает больше детей в течение своей жизни, чтобы найти признаки естественного отбора. (Джарен Джей Виклунд/Shutterstock)

Тот факт, что некоторые черты связаны с большим количеством детей и имеют генетический компонент, не означает, что они также вызовут изменения в популяции с течением времени. У мужчин было больше детей, если они были выше, в то время как у женщин было больше детей, если они были ниже, но, поскольку гены роста влияют на мужчин и женщин одинаково, эти два типа отбора должны компенсировать друг друга, говорит Санджак.

Стабилизирующий отбор

Хотя многие признаки выглядят так, будто они будут двигаться в одном или другом направлении, исследователи также заметили множество признаков при «стабилизирующем» отборе, когда экстремальные признаки снижают репродуктивный успех. Например, если вы немного выше среднего мужчины, это может увеличить ваши шансы иметь много детей, но если вы ростом в семь футов, это резко снизит их.

Санджак говорит, что это интересно не только потому, что это редко наблюдалось у людей, но и потому, что это позволяет исследователям лучше калибровать математические модели человеческой эволюции.

Самый низкий человек в мире Чандра Бахадур Данги позирует с самым высоким из ныне живущих мужчин Султаном Косеном, чтобы отметить День мировых рекордов Гиннеса в Лондоне, 13 ноября 2014 года. Новое исследование выявило многие черты, такие как рост, при «стабилизирующем» отборе. То есть, если вы немного выше среднего мужчины, ваши шансы иметь много детей могут увеличиться, а если вы очень низкий или очень высокий, это резко снизит их. (Люк МакГрегор/Рейтер)

В целом, по его словам, основная идея исследования заключается в том, что люди все еще развиваются в условиях естественного отбора, но последствия этого не так сильны.

Он добавил: «Возможно, это правда, что социологические факторы или вековые тенденции в этих чертах как бы заглушают эффекты естественного отбора».

Биолог-эволюционист из Университета Манитобы Тревор Пембертон назвал статью Санджака «действительно интересным исследованием». Пембертон сказал, что среди современных людей черты, связанные с большим количеством детей, вероятно, основаны на человеческих предпочтениях, а не на каком-либо фактическом выживании или репродуктивном преимуществе. Пембертон, изучающий естественный отбор среди охотников-собирателей Центральной Африки, добавил, что ему было бы интересно сравнить результаты новой работы с тем, что происходит в популяциях, которые продолжают вести традиционный образ жизни.

Эммануэль Мило, биолог-эволюционист из Университета Квебека в Труа-Ривьер, говорит, что многие результаты нового исследования согласуются с другими, более мелкими региональными исследованиями.

«Но всегда приятно иметь более точные данные, подтверждающие это.»

Сам Милот проводил исследования естественного отбора в небольших популяциях Квебека, основываясь на церковных записях о браках и рождениях.

Он сказал, что тот факт, что исследование Санджака касается очень недавней популяции, показывает, что естественный отбор может происходить — хотя, возможно, медленнее и слабее — даже при очень низкой рождаемости.