18+
Проекты
Фото JPG / GIF, до 15 мегабайт.
Я принимаю все условия Пользовательского соглашения
Введите цифры с изображения:
08:42 19.07.2018

Естественный отбор нам больше не друг

Видный московский ученый Александр Марков рассказал о недавних важных мировых открытиях в эволюционной биологии.

Естественный отбор нам больше не друг

©PressFoto/YayMicro/CartoonResource

Диапазон таков. Самое неприятное: природа выбраковывает из человечества «гены образования», и через 300 лет оно поглупеет на 10 баллов по шкале IQ. Самое приятное: у человека обнаружилось еще одно общее свойство с голыми землекопами – страшненькими грызунами, почти не болеющими раком и живущими в 10 раз дольше положенного. 

О палеонтологе Александре Маркове, председателе совета фонда «Эволюция», заведующем кафедрой биологической эволюции биофака МГУ,  говорят с придыханием. Хотя Александр Владимирович, несмотря на премию «Просветитель» и победу в номинации «Популяризатор года» Минобрнауки РФ,  не особенно «снисходит». Даже может употреблять на публике слова «протонный градиент», а то и еще чего похуже. Тем не менее на встрече, организованной Политехом и проектом «Щепотка соли», был переаншлаг. 

Излагаем те открытия из «списка Маркова», которые показались нам близкими чисто по-человечески.

Зачем нужно половое размножение

Если гусары замолчат, то ученые объяснят «зачем». Еще в конце XIX века наука предполагала, что половое размножение повышает разнообразие потомства: больше материала для естественного отбора – лучше адаптация – выше эволюционный потенциал вида. 

Есть ряд соображений, почему бесполое размножение – так себе вариант. В бесполой популяции отбор – все равно что в советские времена «новогодний набор». Либо берете апельсины с каким-нибудь ненужным довеском,  либо до свиданья. При бесполом размножении отбор вынужден брать весь геном целиком (и с плохим, и с хорошим, и с нейтральным), либо от него целиком отказываться. 

– Если у индивида возникает какая-то очень выгодная мутация, отбор будет ее поддерживать, но вместе со всяким «мусором», – комментирует Александр Марков.  

Кроме того, если в бесполой популяции у двух особей возникли две разные полезные мутации, во благо виду это все равно не пойдет. Объединить их невозможно (полового процесса-то нет) – и особи будут просто вытеснять друг друга. В результате «на свалке» окажутся горы полезных мутаций и, строго говоря, такие потери – слишком жирно.

Сейчас ученые экспериментально проверили эти соображения и доказали выгоды полового размножения. Взяли идентичные штаммы дрожжей, одну группу оставили почковаться, а другой раз в 90 поколений разрешали производить потомство половым путем (этот процесс у дрожжей можно включать и выключать). Обе популяции должны были приспосабливаться к одинаковым условиям. 

Оказалось, что через 1000 поколений лучше приспособились дрожжи, которым «разрешали секс». Причем мутации-то у обеих групп возникали одни и те же, но в «бесполой» фиксировалось много мутаций, и вместе с полезными закреплялось много «мусора», а в «половой» – почти исключительно полезные. 

Почему не вымираем

Очень важную статью недавно опубликовал Science. Российские ученые Алексей Кондрашов, Егор Базыкин и Ольга Вахрушева и их иностранные коллеги проверили давнее-давнее предположение Кондрашова относительно т.н. «парадокса мутационного груза». 

Парадокс вот в чем. Каждый из нас, рождаясь, несет в геноме в среднем 70 новых мутаций, которых не было у родителей. И 10% из них – вредные. То есть наш генофонд ухудшается в каждом поколении на 7 вредных мутаций на геном. Чтобы вид выжил, естественный отбор должен бы вычищать из генофонда вредные мутации с не меньшей прытью. В переводе это означает, что в живых должен бы оставаться один человек из нескольких тысяч. 

Это, как видим, не так. И Кондрашов давно предположил (а теперь с коллегами подтвердил), что в определенной ситуации эффекты вредных мутаций усиливают друг друга. И  тогда совершается  резкий «отсекающий отбор».

Объясним на пальцах – на зайцах. Казалось бы, способность зайца оставлять потомство прямо пропорциональна скорости бега: быстро убегает от хищника – живет – плодится. А мутации, снижающие скорость бега, вредны, и точка. 

Но в природе устроено несколько иначе. Образно говоря, хищники съедают 25% самых нерасторопных зайцев, и пока заяц находится в остальных 75%, вредные мутации вроде как и не очень вредны. «Жить можно». Но когда достигнут порога, их суммарная вредность резко возрастает, и особь беспощадно выбраковывается отбором. И уносит с собой целую корзину плохих мутаций. А генофонд очищается.

Так же и у людей: чем больше вредных мутаций уже было в геноме, тем вреднее последующие мутации. Это позволяет отрицательному отбору эффективно удалять  вредные аллели (т.е. варианты гена) из популяции. 

Неандерталец дал прикурить, Homo naledi помолодел

Еще недавно наука уверенно говорила, что неандертальцы с кроманьонцами (то есть нашим братом) не скрещивались. Теперь известно: мало того, что скрещивались, -  ученые постигают, какими хворями мы обязаны неандертальцам. 

Собственно, болезнями для современных людей обернулись некогда сильные стороны homo neanderthalensis. Например, мощный врожденный иммунитет спасал пещерного человека. Но горожанин контактирует с куда меньшим разнообразием паразитов, а сильный иммунитет у нас повышает риск аутоиммунных заболеваний. При них иммунная система ошибается и бомбит не чужаков, а «дом родной», и чем система сильнее, тем сильнее бомбит. 

Аллели, которые у неандертальцев усиливали пищевую мотивацию, нам обеспечивают лишний вес. Повышенная свертываемость крови хороша, если нет других средств остановить кровь после ранения или родов, – а у нас повышает риск тромбообразования. 

Ну и гвоздь программы: неандертальский ген, повышающий риск никотиновой зависимости. Утверждать, что неандерталец курил табак, было бы некоторым преувеличением, но этот древний вариант гена действительно меняет работу мозга так, что закрепляется никотиновая зависимость. 

… Если неандертальцы жили еще 30 тысяч лет назад, то возраст недавней находки, homo naledi, определялся раньше как «2-2,5 млн лет». С толку сбивал внешний вид останков этих прежде неизвестных homo, найденных в южноафриканской пещере в 2013-м. Некоторыми чертами они напоминали австралопитеков. Сейчас удалось установить их возраст. Всего 300 тысяч лет. То есть это нам никакой не предок, а еще одна боковая тупиковая ветка человеческого рода. Впечатляет то, что homo naledi, получается,  существовали одновременно с теми homo, которые уже мало чем отличались от современного человека. 

Голый землекоп и «голая обезьяна» 

«Голой обезьяной» в 1960-х британский зоолог Десмонд Моррис назвал человека. Сейчас генетики ищут, чем «голой обезьяне» может помочь голый землекоп. Этот грызун (где-то его удачно сравнили с сырыми купатами) – научная суперзвезда последних лет, поскольку выяснилось, что он обладает рядом завидных свойств. 

Грызуны такого размера живут год-два; этот – 30 лет, а то и больше. Это все равно как если бы человек жил примерно тысячу лет. При этом грызун практически не стареет, не более раком и диабетом, не обременен старческими хворями, нечувствителен к ожогам.  Но и человек по сравнению с прочими приматами живет очень долго. Рекордная продолжительность жизни шимпанзе – менее 60 лет, наша – более 122 лет. 

Еще одно общее качество – сложная общественная структура. У них, конечно, на свой лад: в колонии одна царица-производительница, два-три ее мужа, а все прочие самки и самцы – «рабочие», не участвуют в размножении. 

Наконец, российские и германские ученые обнаружили еще один общий признак: неотению. Или ювенилизацию, или задержку развития. И голые землекопы, и мы во взрослом возрасте сохраняем некоторые детские признаки. Например, землекоп так и остается голым как новорожденный хомячок, а у людей, скажем, длительный период развития мозга. 

Образованные хуже размножаются 

Кстати, о мозге. 

– Есть основания полагать, что до XIX века, до промышленной революции, отбор поддерживал признаки, связанные с достижением успеха – социального, экономического, – говорит Александр Марков. -  Грубо говоря, преуспевающий торговец оставлял больше детей, чем неудачливый бедняк. В XIX веке все стало наоборот.

Началось массовое производство, еды стало больше, вырос уровень социальной защищенности и доступность медицины – и «бедные и неудачливые» стали оставлять больше детей, чем преуспевающие. 

Конечно, найдется немало умников с кучей детей и кучей денег, но в масштабах популяции это – исключение. А правило – в том, что более образованные и богатые оставляют меньше детей, чем менее образованные и бедные, а значит, мы всей нашей людской компанией движемся в сторону деградации. Биологи это давно приметили, но тематика развивалась не бойко: евгеника, а потом и ужасные генетические эксперименты в годы Второй мировой придерживали попытки разобраться в том, как работает естественный отбор у людей. 

Между тем исландские ученые провернули исследование: им проще – страна изолированная, жителей – всего 330 тысяч, и чтобы не допустить смешения крови, в стране существует «генетическая перепись», чтобы каждый был в курсе, кто кому родня. Изучив «генетическую перепись» 110 тысяч исландцев, родившихся между 1910 и 1975 годами, генетики обнаружили: во-первых, действительно есть генетическая предрасположенность к получению образования; во-вторых, люди с такой предрасположенностью оставляют меньше потомства. И мужчины, и женщины. И даже в том случае, если свою генетическую предрасположенность они не реализовали – недоучились. 

– То есть не только наличие образования снижает количество детей, но и сами «образовательные» гены, – формулирует Марков. 

Обидно то, что «образовательные» аллели-то хорошие: соотносятся и с повышенным интеллектом, и с крепким здоровьем, и с долгой жизнью, но все они передаются, скажем так, не очень массово. Правда, после 30 лет «умники» спохватываются и темпы их позднего деторождения выше, чем у тех, кто «образовательными» аллелями не облагорожен (те как раз много рожают до 30 лет, а потом притормаживают). Но – поезд ушел: по количеству детей позднеродящие «умники» все равно не нагонят ранородящих остальных. 

Исландцы не поленились просчитать, что будет, если отрицательный отбор продолжится в том же духе.  Получилось, что в среднем популяция теряет 3 балла по шкале IQ за столетие. Вроде не много, но за 300 лет мы «поглупеем» почти на 10 баллов, а это ощутимо. 

Мало того. У человечества еще и слабеет очищающий отбор против вредных мутаций, поскольку медицина позволяет нам уже не напрягать собственные силы, а положиться на хорошие антибиотики и прочие лекарства. 

– Все говорит о том, что эволюция сейчас работает против нас, – говорит Александр Марков. – И если естественный отбор уже нам не друг, а враг, надо что-то делать. 

Ученый вроде бы не в шутку говорит о том, что мы либо прорвемся, либо нет. И будто бы наш шанс – до краха цивилизации сделать генетические корректировки такими надежными и безопасными, чтобы мы смогли их свободно применять. 

Александра Шеромова, специально для «Фонтанки.ру» 

Наши партнёры

Lentainform

Загрузка...

24СМИ. Агрегатор

Помните, что все дискуссии на сайте модерируются в соответствии с правилами блога и пользовательским соглашением. Если вы видите комментарий, нарушающий правила сайта, сообщайте о нем модераторам.