Радикальное отличие Y-хромосомы шимпанзе от человеческой

Автор: Роберт Картер (англ. Robert W. Carter)
Источник: creation.com
Перевод: Владимир Силенок
Редактура: Анна Небосова

Image iStockphoto

Есть ли у людей и шимпанзе общий предок? Существуют ли генетические доказательства родственности наших видов? Куда бы мы обратились, если захотели бы это проверить? В геноме найдётся немало подходящих диапазонов, но новые данные об Y-хромосоме шимпанзе могут легко стряхнуть их с эволюционного генетического древа!

По словам многих эволюционистов, Y-хромосома – ДНК последовательность, которая делает мужчин тем, кто они есть, – вероятно, является дегенеративным остатком нашей эволюционной истории. Она плотная, маленькая и немного изогнутая по своей форме; большая ее часть состоит из повторяющегося материала. Она вмещает в себя сравнительно мало генов, кодирующих белок. Поскольку соответствующая ей Х-хромосома намного большего размера, то было принято считать, что Y-хромосома не выполняет существенных функций. Вдобавок, только часть Y-хромосомы отличается от Х-хромосомы (ген SRY).

Люди и шимпанзе очень отличаются и это является выводом из сравнения их Y-хромосом. (Фотография: Photo iStockphoto)

Добавьте к этому взгляды современного феминизма, пренебрегающего всем, что связано с мужчинами, и получите все причины выбросить Y-хромосому на свалку истории. В одной статье, опубликованной в 2009 году (по совпадению, написанной двумя женщинами), был сделан вывод о том, что имела место огромная потеря генов в Y-хромосоме плацентарных, и что Y-хромосома, в конечном итоге, совсем исчезнет, если эта потеря продолжится.^[1] Конечно же, подобные выводы основаны на вере в то, что Х- и Y-хромосомы когда-то были идентичны (в конце концов, существует по две копии всех хромосом), и что Y-хромосома не является «особенностью конструкции». Приходящие к таким выводам игнорируют тот факт, что у каждого представителя рода плацентарных все еще присутствует Y-хромосома. Им следовало бы прийти к заключению, что, видимо, эта Y-хромосома очень важна, ведь за последние 100 миллионов лет или около того (если воспользоваться их схемой датирования) ее не утратил ни один из видов плацентарных млекопитающих. Однако, они сделали выводы на основе ложных исходных предпосылок и сочли Y-хромосому рудиментарной. Это лишь один из многих примеров, описывающих этот новый современный тренд.

В действительности этот тренд является ошибочным.^[2-5] На основании данных современной генетики мы узнаем, что Y-хромосома – основной контрольный переключатель, влияющий на экспрессию тысяч современных генов, находящихся во всех других хромосомах. Ее влияние настолько глубоко, что именно она отвечает за различия между мужчиной и женщиной. Y-хромосома также очень важна для изучения наследственности и эволюции в связи с тем, что она напрямую наследуется от отца.^[5] Используя данные, полученные в результате секвенирования Y-хромосомы, можно построить генетическое древо из Y-хромосом и использовать его, как график миграционных шаблонов у людей по всему миру. Ранее было обнаружено, что все мужчины обладают очень похожей Y-хромосомой. Отсюда сам собой напрашивается вывод, что существовал один мужской предок для всего мирового населения, называемый Y-хромосомный Адам.^[6]

Новые исследования Y-хромосомы шимпанзе удивили многих. В результате проделанной работы Y-хромосомы шимпанзе были, наконец, расшифрованы.^[7] Это может оказаться сюрпризом для всех тех, кто думал, что геном шимпанзе был полностью расшифрован ещё в 2005 году. На самом деле, строение исходного генома шимпанзе было неудовлетворительным, потому что он не был секвенирован по тем же самым стандартам, что и у человека. Наоборот, человеческий геном использовали в качестве „каркаса” для реконструкции генома шимпанзе. Это привело к нескольким проблемам, самой худшей из которых были повторяющиеся последовательности. Существуют значительные различия между повторяющимися диапазонами человеческого и обезьяньего генома, и в связи с тем, что Y-хромосомы имеют чрезвычайно повторяющийся характер, версия генома шимпанзе была, в сущности, оставлена незавершённой. Сегодня даже Y-хромосома человека расшифрована лишь наполовину. Y-хромосома шимпанзе была оставлена в гораздо худшем состоянии, но недавние труды, по большей части, исправили все предыдущие недостатки.

В связи с тем, что Y-хромосомы маленького размера и предполагается, что они эволюционировали из хромосом большего размера, то допускается, что эволюционная история включает в себя потерю большого количества генов. Однако документ приходит к иному заключению, поскольку его авторы обнаружили поразительные различия между человеком и шимпанзе, включая радикальные отличия в последовательности содержимого гена, соответствующего диапазонам SRY. Учитывая эти огромные различия, исследователи пришли к выводу, что шимпанзе потеряло множество генов кодирующих SRY, включая целые семейства генов, поскольку мы предположительно произошли от последнего общего предка. Это существенные изменения. По словам Дэвида Пейджа (David Page), проводившего секвенирование человеческого генома, две хромосомы «… разительно отличаются одна от другой… Похоже, что имело место радикальное перестроение или переделка Y-хромосомы в генеалогии человека и шимпанзе”.^[8]

В чем же заключаются эти отличия? Существует два основных класса последовательностей SRY, общие у обоих видов: «ампликоновая» и «X-дегенеративная» (у людей присутствуют также «X-транспонированные» последовательности, которых нет у шимпанзе). Х-дегенеративные диапазоны у шимпанзе и людей отличаются на целых 10%. Это огромная разница, учитывая заявление о «99% идентичности», которое так часто звучало за последние несколько десятилетий. Но на этом различия только начинаются. Для того чтобы сравнить ампликоновые диапазоны, пришлось вести речь о полномасштабной перестройке и «безудержной» потере и приобретении последовательностей. Половина ампликоновых последовательностей и 30% всего SRY у шимпанзе не имеет копии в человеческом SRY и наоборот. Это весьма ощутимые различия.

Отличия в 30% между диапазонами SRY у людей и шимпанзе стали настоящим потрясением. Подобную степень различия можно было бы ожидать между эухромосомами человека и кого-то вроде курицы, при том, что курица — даже не млекопитающее. Обнаружение такого количества различий в одной из половых хромосом имело огромное значение. Взглянув на генетический состав двух соответствующих хромосом, исследователи были удивлены ещё и тому, что обнаружили в геноме шимпанзе намного меньше генов, чем у человека, — «всего две трети отличительных генов или семейств генов, таких как человеческий SRY, и вдвое меньше кодирующих белок транскрипционных единиц». Они увидели огромную разницу в количестве и типе генов в двух Y-хромосомах и были вынуждены утверждать, что ответственным за огромные потери или прирост генов является эволюционный процесс. Конечно же, разумный замысел не рассматривался в качестве вероятного ответа.

Объясняя полученные данные, они предложили несколько факторов, которые повлияли на различия между шимпанзе и человеком, включая конкуренцию спермы (потому что меньшее количество ДНК, приходящееся на клетку, предположительно, является преимуществом самцов шимпанзе, поскольку более легкая сперма может перегнать более тяжелую сперму соперника), «генетический автостоп» (когда вредные мутации переносятся вместе с положительными) и высокие скорости конверсии генов (когда похожие последовательности рекомбинируются внутри хромосомы, приводя к гомогенизации последовательностей). И вновь разумный замысел не рассматривался в качестве причины появления этих отличий.

Идея о том, что Y-хромосома эволюционирует с большой скоростью, основана на допущении существования общего предка. Но среди человеческих Y-хромосом чрезвычайно низок уровень изменчивости, чего нельзя было бы ожидать, если бы они мутировали с огромной скоростью, поэтому не существует никаких реальных доказательств эволюционных изменений в этих хромосомах. Большая часть последовательностей принадлежит Y-хромосоме единственного самца, однако мы не знаем, чем именно они отличаются между собой.

Так какой же вывод мы можем сделать, исходя из приведённой здесь информации? Во-первых, для эволюционистов это означает что Y-хромосома, видимо, эволюционирует намного быстрее, чем можно было себе вообразить (на языке эволюциониста фраза «эволюционирует быстрее» означает «очень отличается»). Теперь им придется воспользоваться математическими моделями, чтобы попытаться продемонстрировать, с какой невероятной быстротой может измениться последовательность (включая перегруппировки целых семейств генов за относительно короткий промежуток времени), в то же самое время оставаясь гомогенными в пределах вида. Им предстоит очень непростая задача.

Во-вторых, для креационистов это означает, что старая присказка о том, что «люди и шимпанзе идентичны на 99%», безнадёжно устарела. Интересно, что ещё в 2007 году появилась впечатляющая статья, называющая «правило 99%» «мифом» и утверждающая, что на протяжении многих десятилетий было известно, что люди и шимпанзе очень сильно отличаются друг от друга.^[9] Но это утверждение было внушительным и серьёзным аргументом в защиту эволюции. Сколько людей «потерпели кораблекрушение», когда их вера разбилась об эти «мифические» скалы? Сейчас в нашем распоряжении есть половина Y-хромосомы шимпанзе, и мы понимаем, что она идентична человеческой всего на 70%. Это доказательство того, что люди и шимпанзе очень отличаются друг от друга. Насколько они отличаются? Вот что говорит об этом известный генетик Сванте Паабо (Svante Pääbo): «Я не думаю, что можно вычислить точную цифру… В конце концов, то, как мы видим наши отличия, — вопрос политический, социальный и культурный».^[5] Это утверждение было сделано ещё до того, как данные по Y-хромосоме стали доступными общественности. Если невозможно произвести точный расчёт, не пора ли нам выбросить за борт все эволюционные истории об общих предках между человеком и шимпанзе? Новые данные об Y-хромосоме шимпанзе приводят убедительные доводы, значительно усложняя вопрос существования общего предка.

Ссылки и примечания

1. Wilson, M.A., and Makova, K.D., Evolution and survival on eutherian sex chromosomes, PLoS Genetics 5(7):e1000568, 2009. See also http://www.physorg.com/news167026463.html.
2. Hawley, R.S., The Human Y Chromosome: Rumors of Its Death Have Been Greatly Exaggerated, Cell 113:825–828, 2003.
3. Lemos, B., et al., Polymorphic Y chromosomes harbor cryptic variation with manifold functional consequences, Science 319:91-93.
4. 598-612, 2003.
5. Jobling MA, Tyler-Smith C., The human Y chromosome: an evolutionary marker comes of age. Nature Reviews Genetics 4:598-612, 2003.
6. Batten, D., Y-chromosome Adam? TJ [J. Creation] 9(2):139–140, 1995.
7. Hughes, JF, et al., Chimpanzee and human Y chromosomes are remarkably divergent in structure and gene content. Nature 463:536-539, 2010.
8. Buchen, L., The fickle Y chromosome, Nature 463:149, 2010.
9. Cohen, C., Relative Differences: The Myth of 1%, Science 316:1836, 2007