Шимпанзе по сравнению с человеком

10 фактов о сходствах и различиях между человеком и шимпанзе

Хотя шимпанзе и являются нашими ближайшими родственниками, они все же были неизвестны в большинстве стран мира, до тех пор, пока Чарльз Дарвин не писал о них в 1859 году, и они стали популярны. Только недавно было обнаружено много неизвестной до сих пор информации, позволяющей по-другому взглянуть на заблуждения и преувеличения, в изобилии используемые в произведениях художественной литературы. Тем не менее, наше сходство и различия не являются такими, как многие себе их представляют. Изучая наших ближайших родственников, мы можем лучше понять самих себя.

1. Количество видов

Шимпанзе часто неправильно называют обезьянами, но они на самом деле только относятся к большой семье обезьян, как и мы. Другими яркими представителями приматов являются орангутанги и гориллы. Существует только один вид человека в настоящее время это гомо сапиенс. В прошлом, многие ученые пытались доказать, что существует несколько видов человека, и часто спешат добавить, что они принадлежали к «высшим» видам. Тем не менее, все люди могут производить потомство от себе подобных, и поэтому мы все являемся одним видом. Что касается шимпанзе, на самом деле существует два вида: pan troglodytes, это обыкновенный шимпанзе, и pan paniscus, стройный шимпанзе или бонобо. Эти два вида шимпанзе являются совершенно отдельными видами. Люди и шимпанзе, как виды, произошли от общего предка, возможно от sahelanthropus tchadensis, около пяти или семи миллионов лет назад. От этого предка остались лишь окаменелости.

2. ДНК

Часто говорят, что ДНК человека и шимпанзе совпадает на 99%. Генетическое сравнение непростая задача, в силу характера генной мутации, так что, более точная оценка находится где-то от 85% до 95%. И хотя эта цифра может звучать впечатляюще, уже доказано, что ДНК используется всеми живыми существами для основных клеточных функций. Например, у нас есть около половины той же ДНК, что и у банана, и все же никто не акцентирует внимание на этом факте, чтобы показать насколько человек может быть подобен банану! Таким образом, 95% не говорят так много, как это кажется на первый взгляд. Шимпанзе имеет 48 хромосом, на две больше, чем имеет человек. Считается, что это наследие от предка человека, две пары хромосом сливаются в одну пару. Интересно, что человек имеет наименьшие генетические вариации среди всехживотных, поэтому кровосмешение может вызвать генетические проблемы. Даже два совершенно не связанных между собой человека, как правило, генетически более похожи, чем два брата шимпанзе.

3. Размер мозга

Мозг шимпанзе в среднем имеет объем 370 куб.см. С другой стороны, люди в среднем имеют размер мозга около 1350 куб. см. Однако, мозг и его размер сами по себе не является абсолютным показателем интеллекта. Некоторые лауреаты Нобелевской премии имели объем мозга ниже 900 куб. см., а некоторые — более 2000 куб. см. Структура и организация различных частей мозга является лучшим способом определения интеллекта. Человеческий мозг имеет большую площадь поверхности, поэтому он имеет гораздо больше извилин, чем мозг шимпанзе, а значит, мозг человека имеет большее количество связей между частями мозга. А также относительно большая лобная доля позволяет нам иметь гораздо более развитое абстрактное и логическое мышление.

4. Социальная коммуникабельность

Шимпанзе тратит на общение много времени. Большая часть их общения заключается в уходе друг за другом. Малолетние и молодые шимпанзе часто играют, бегают друг за другом, и щекочут друг друга. Взрослые шимпанзе также часто играют со своим потомством. Проявления внимания включают в себя обнимания и поцелуи, это происходит между шимпанзе любого возраста и пола. Бонобо особенно откровенные, и почти каждое проявление внимания имеет сексуальный подтекст, независимо от пола. Шимпанзе укрепляют дружбу и проводят много времени вместе, ухаживая друг за другом. Люди также тратят на общение примерно такое же время, но мы делаем это чаще вербально, чем физически. Тем не менее, большая часть огромного количества ничего не значащей болтовни, это просто более сложная версия поведения шимпанзе — и служит она немного другим целям, нежели укреплению наших связей. Люди также демонстрируют более тесные отношения через физический контакт — дружественные похлопывания по спине или объятия. Размеры социальной группы приматов точно отражают размеры их мозга. Шимпанзе имеют около 50 близких друзей и знакомых, в то время как у человека их от 150 до 200.

5. Язык и мимика

Шимпанзе имеют сложные системы приветствий и сообщений, которые зависят от социальных статусов общающихся шимпанзе. Они общаются устно, используя различные крики, хрюканье и другую вокализацию. Большая часть их общения, однако, осуществляется с помощью жестов и мимики. Многие выражения из их мимики — удивление, улыбки, умоляющая мимика и мимика утешения — такие же, как у людей. Тем не менее, люди улыбаются, показывая свои зубы, что для шимпанзе и многих других животных является признаком агрессии или опасности. Большая часть человеческого общения осуществляется с помощью вокализации. Люди однозначно имеют более сложные голосовые связки, что позволяет им воспроизводить большой диапазон звуков, но и мешает им пить и дышать одновременно, так как это делает шимпанзе. Кроме того, у людей очень мускулистый язык и губы, что позволяет им производить точные манипуляции с их голосами. Именно поэтому у людей есть заостренный подбородок, в то время как у шимпанзе он покатый — человек имеет большинство губных мышц на нижней челюсти в районе подбородка, а вот шимпанзе не имеет многих из этих мышц, и поэтому им не нужен выступающий подбородок.

6. Питание

Шимпанзе и люди являются всеядными (питаются растениями и мясом). Люди более плотоядны, чем шимпанзе, и имеют более тонкий кишечник для переваривания мяса. Шимпанзе иногда охотятся и убивают других млекопитающих, часто других обезьян, но в остальном шимпанзе довольствуются фруктами, а иногда и насекомыми. Люди гораздо больше зависят от мяса — люди могут получить витамин В12 естественным путем только из продуктов животного происхождения. Основываясь на нашей пищеварительной системе и образе жизни сохранившихся племен, считается, что люди эволюционировали, поедая мясо, по крайней мере, раз в несколько дней. Люди также склонны к приему пищи по расписанию, а не к непрерывному питанию в течение дня, что является характерной чертой других плотоядных. Это может быть связано с тем, что мясо могло быть доступно только после удачной охоты, и поэтому его ели в больших количествах, но нечасто. Шимпанзе будут поедать фрукты в течение всего дня, в то время как большинство людей будут кушать не более чем три раза в день.

7. Секс

Бонобо известны своим сексуальным аппетитом. Обыкновенное шимпанзе может рассердиться или вести себя агрессивно, но бонобо снимают напряжение через сексуальное наслаждение. Они также приветствуют друг друга и показывают свою привязанность друг к другу через сексуальное возбуждение. Обыкновенное шимпанзе не использует секс в качестве развлечения, и спаривание занимает только десять или пятнадцать секунд, часто во время еды или во время других занятий. Дружба и эмоциональные привязанности не имеют никакого отношения, с кем обыкновенный шимпанзе общается, и самки во время течки обычно спариваются с несколькими самцами, которые иногда терпеливо ждут своей очереди друг за другом. Люди испытывают сексуальное удовольствие, как бонобо, однако секс для размножения занимает гораздо больше времени и требует больше усилий, в результате образуются долгосрочные партнерские отношения. В отличие от людей, шимпанзе не имеют представления о сексуальной ревности или соперничестве, так как они не имеют долгосрочных партнеров.

8. Прямохождение

И человек, и шимпанзе являются двуногими существами и могут ходить на двух ногах. Шимпанзе часто делают это, чтобы посмотреть дальше, но предпочитают передвигаться на четвереньках. Люди ходят прямо с детства, и у них развился чашеобразный таз, чтобы поддерживать их внутренние органы. Шимпанзе ходит, наклонившись вперед во время движения, так что таз не поддерживает их органы, и они имеют более широкие бедра. Это делает роды для шимпанзе гораздо легче, чем для человека, у которого чашеобразный таз находится на пути большого родового канала. Человек имеет прямые ноги, пальцы на ноге расположены впереди для удобства хождения, в то время как шимпанзе имеют оттопыренный большой палец на ноге и их ноги больше похожи на руки. Они используют ноги для лазания и ползания боком, по диагонали, или для вращательных движений.

9. Глаза

У людей радужная оболочка глаза белая, в то время как радужная оболочка глаза шимпанзе, как правило, темно-коричневого цвета. Это облегчает задачу увидеть, куда смотрит человек, и существует несколько теорий, почему это так. Это может быть адаптация к более сложной социальной ситуации, когда это выгодно, видеть, на кого смотрят другие, и что они думают при этом. Это может помочь при охоте в полной тишине, где направление глаз имеет очень важное значение для коммуникации. Или это может быть просто генетической мутацией без какой-либо цели — некоторые шимпанзе также имеют белую радужную оболочку глаз. И человек, и шимпанзе могут видеть в цвете, что помогает им выбрать в пищу спелые плоды и растения, имеют бинокулярное зрение, их глаза смотрят в одном направлении. Это помогает видеть в глубину и имеет более важное значение во время охоты, чем глаза на разных сторонах головы, как у кроликов, что помогает им избежать быть пойманными.

10. Орудия труда

На протяжении многих лет считалось, что среди животных только люди используют инструменты. Наблюдения за шимпанзе, проводимые в 1960 году, показали использование заостренных веток для ловли термитов, но с тех пор многое изменилось. И человек, и шимпанзе способны изменить окружающую среду создавая инструменты, чтобы решать ежедневные проблемы. Шимпанзе делают копья, используют камни как молотки и наковальни, измельчают листья для использования в качестве временной губки. Считается, что в результате прямохождения, наши передние конечности значительно более свободны в использовании орудий труда, и мы возвели использование инструментов в искусство. Мы живем в постоянном окружении продуктами наших способностей, и многое из того, что люди считают, делает нас «успешными» уходит своими корнями в наше инструментальное производство.

25 фактов о шимпанзе и бонобо

Сколько прожила школьная учительница с шимпанзиной почкой? Правда ли, что бонобо — пацифисты? Хороший ли из шимпанзе штангист? Когда начались обезьяньи войны? Перед вами — подборка интересных и заставляющих задуматься фактов о наших ближайших родственниках — самых умных и самых… жестоких.

1. Первого шимпанзе привезли в Европу и подарили принцу Оранскому в 1640 году. Голландский анатом Николас Тульп изучил и описал это животное, называемое тогда «индийским сатиром». Рассуждая о неверных описаниях обезьян древними учёными, Тульп писал: «Приобретение этого индийского сатира, о которых так много говорят, может рассеять густой туман вокруг этих созданий».

2. В 1690 году лондонский врач Эдвард Тайсон произвёл первое вскрытие шимпанзе. Он обнаружил такое удивительное сходство между этим «пигмеем» и человеком, что заключил: «это поразительное существо … представляет собой … животное, настолько сильно напоминающее человека, что как в древности, так и сейчас его принимают за карликовую расу человека».

3. В конце XIX века всерьёз рассматривались проекты одомашнивания шимпанзе. Под влиянием рассказов путешественников, в которых интеллект шимпанзе сильно преувеличивался, француз Виктор Менье предлагал сделать из этих умных обезьян слуг (рабов?) для человека. По мысли Менье, шимпанзе могли бы служить официантами, садовниками, няньками, сапожниками, матросами, сторожами и т. д.

4. Считается, что продолжительность жизни шимпанзе составляет 50 лет. Одна из самых старых шимпанзе — Чита, снявшаяся в фильмах про Тарзана, прожила не менее 71 года. Правда, прямых доказательств того, что нынешняя Чита — это та самая обезьяна, что снималась в фильмах, нет.

6. У человека 23 пары хромосом, то есть всего 46. У шимпанзе 48 хромосом, на одну пару больше. Судя по всему, в процессе эволюции у предков человека две разных хромосомы слились в одну. Если напротив второй хромосомы человека поставить в одну линию 12-ю и 13-ю хромосомы шимпанзе, соединив их концами, мы увидим, что вместе они и составляют вторую человеческую.

В 1991 году учёные присмотрелись к точке предполагаемого слияния на второй человеческой хромосоме и обнаружили там последовательности ДНК , характерные для теломер — концевых участков хромосом.

7. Шимпанзе регулярно охотятся на небольших животных, которых с удовольствием поедают. Типичная добыча шимпанзе в Уганде — обезьянки: гверецы, мангобеи и др. Охотятся шимпанзе организованной группой, в которой одни самцы загоняют добычу, а другие — подстерегают в засаде. В заповеднике Нгого на юго-западе Уганды шимпанзе в течение ряда лет убивали до половины популяции красных колобусов. В результате численность красных колобусов в Нгого быстро сокращается, уменьшившись на 89% с 1975 по 2007 г.

8. По сравнению с человеком, шимпанзе обладает большой физической силой. По данным измерений на динамометре, взрослая самка шимпанзе сильнее хорошо развитого юноши в среднем в 3,6 раза, а взрослый самец — в 4,4 раза. Сообщали, что самец шимпанзе, весящий 54 кг, выжал на динамометре 330 кг. Разгневанная самка выжала обеими руками 504 кг. Для сравнения, из сотни исследованных студентов только один, обладавший атлетическим телосложением, сумел обеими руками выжать на динамометре 200 кг.

9. Шимпанзе неоднократно были замечены за каннибализмом, причём — что самое ужасное — могут поедать детёнышей своих соплеменников. Зафиксировано более 40 подобных случаев. Недавно учёные наблюдали, как самец шимпанзе отобрал у самки и съел только что родившегося детёныша. Но шимпанзе могут поедать и взрослых обезьян. Описан случай, когда группа обезьян убила и частично съела своего бывшего вожака.

10. Много раз наблюдались агрессивные стычки между сообществами шимпанзе, не поделившими территорию. Джейн Гудолл, впервые зафиксировавшая вражду шимпанзе, назвала такие столкновения «предшественниками войн». Группа шимпанзе организованно вторгается на «вражескую» территорию, при этом встретившихся обезьян могут жестоко покалечить и даже убить. Описано 58 случаев убийства у шимпанзе. Чаще всего убивают взрослых самцов. Убийства членов своей группы редки, но всё же случаются. Считается, что наиболее агрессивны шимпанзе Восточной Африки (швейнфуртовский шимпанзе, Pan troglodytes schweinfurthii).

11. Шимпанзе широко используют орудия — например разнообразные палочки для ужения термитов, раскапывания муравьиных гнёзд, добычи мёда. Некоторые шимпанзе колют орехи камнями, другие изготовляют из листьев ёмкости для воды или делают из жёванных листьев губки для собирания влаги. Третьи изготавливают из палок «копья», заостряют с помощью зубов и используют их для охоты на галаго. У разных групп обезьян существуют свои традиции орудийной деятельности, передаваемые через обучение. В связи с этим учёные уже давно говорят о «культуре» шимпанзе.

12. Шимпанзе — умелые подражатели, и те из них, кто вырос вблизи человека, успешно копируют человеческое поведение — то, как люди шьют, открывают бутылки, роют землю с помощью лопаты, наливают чай или красят губы помадой. Описан случай, когда шимпанзе в зоопарке выучился курить, просто наблюдая за посетителями. Известно, как шимпанзе, наблюдая за смотрителями, учились пользоваться ключами, и в результате сбегали из вольера.

13. В 2011 году приматологи обнаружили необычное «ритуальное» поведение шимпанзе. Обезьяна (как правило, взрослый самец) подходила к дереву, приходила в возбуждение и с криком швыряла в дерево камнем. В некоторых случаях камень забрасывался в дупло или щель в стволе, либо шимпанзе, держа камень в руке, несколько раз лупили им о ствол. В результате у дерева (или внутри полости в дереве) образовывалась внушительная груда камней. Загадочное поведение зафиксировано десятки раз с помощью видеоловушек. В прессе даже объявили о том, что у шимпанзе обнаружен религиозный культ. Недавно учёные предположили, что обезьянам нравится звук, возникающий при броске камнем в определённые деревья.

14. Последний общий предок шимпанзе и человека жил, по данным генетиков, 6—7 млн лет назад. Это примерно совпадает с возрастом сахелантропа — древнейшего гоминида, найденного на территории республики Чад.

15. В начале XX века русским биологом, специалистом по искусственному осеменению Ильёй Ивановым предпринимались попытки скрестить шимпанзе и человека, но не увенчались успехом. Для этого Иванов в 1926—1927 гг. ездил в Гвинею, где пойманные самки шимпанзе осеменялись человеческой спермой. Затем Иванов пытался продолжать эксперименты в Сухуми, но подвергся критике и был отправлен в ссылку.

16. Ещё в начале XX века был проведён успешный опыт по переливанию человеческой крови шимпанзе, а позже, в 30-е годы — кровь шимпанзе также успешно была перелита человеку.

17. В 1963 году хирург Кит Реемтсма в Тулейнском университете Луизианы провёл 6 опытов по пересадке почек шимпанзе людям с сильной почечной недостаточностью. Пациенты прожили от 1 недели до нескольких месяцев. Одна пациентка, школьная учительница 23 лет, прожила с двумя почками шимпанзе 9 месяцев, регулярно принимая иммунодепрессанты. Она даже успела выйти на работу в школу, но, увы, ненадолго. Было установлено, что её смерть от остановки сердца произошла из-за дисбаланса электролитов, возможно, из-за чрезмерного мочеиспускания (часто более 20 литров в день), поскольку почки шимпанзе работали чересчур активно. При вскрытии пересаженные почки не показали никаких признаков отторжения и выглядели нормальными.

18. Карликовые шимпанзе бонобо описаны как отдельный вид только в 1929 году. Несмотря на название, бонобо не слишком уступает размерами обыкновенному шимпанзе, за исключением черепа. «Шимпанзе-пигмеем» бонобо окрестил зоолог Эрнст Шварц, сравнив череп этих обезьян с более массивным черепом обыкновенного шимпанзе. А само слово «бонобо» впервые использовано в 1954 году. Считается, это слово происходит от неправильно написанного на транспортном ящике названия города Болобо на реке Конго.

19. Особое внимание массовой публики бонобо привлекли после выхода книги этолога Франса де Вааля, который описал необычные особенности поведения и социального устройства сообществ бонобо. Эти обезьяны предстали в образе эдаких приматов-хиппи: неагрессивных и любвеобильных.

20. Разделение видов бонобо и шимпанзе произошло относительно недавно — 1,5—2,5 млн лет назад. Образовавшееся тогда русло реки Конго создало барьер между группами обезьян, оказавшимися на разных берегах, и с тех пор они эволюционировали независимо. Тем не менее, в 2016 году генетики обнаружили в геномах шимпанзе следы скрещивания с бонобо, происходившего несколько сотен тысяч лет назад. По-видимому, хотя шимпанзе боятся воды, река не являлась для них непреодолимым препятствием.

21. И шимпанзе, и бонобо находятся под угрозой вымирания. Численность диких популяций этих обезьян быстро сокращается. По пессимистичным прогнозам учёных, в том числе знаменитой исследовательницы Джейн Гудолл, человекообразные обезьяны в дикой природе могут исчезнуть в ближайшие несколько десятилетий. По данным ООН , к 2030 году 90 процентов ареалов человекообразных обезьян в Африке будет затронуто деятельностью человека.

22. Сообщества бонобо часто матриархальны: самки в таких группах имеют более высокий статус, чем самцы, и составляют ядро социальных групп. Замечено, что иногда матери у бонобо следят за половыми контактами своих сыновей и отгоняют посторонних самцов, которые мешают сыну спариваться.

23. В обществе бонобо важную роль играет секс, который используется для приветствия, установления контактов, умиротворения. Считается, что бонобо — единственные животные кроме человека, у которых регулярно практикуются разные сексуальные позиции, включая положение лицом к лицу. Кроме того, у бонобо распространён оральный секс, а также гомосексуальные контакты у обоих полов.

24. Хотя бонобо считаются «пацифистами», и они действительно миролюбивы, но эти обезьяны тоже могут быть агрессивны. Описано шесть случаев, когда бонобо убивали своих сородичей.

25. Шимпанзе и бонобо успешно обучались человеческим языкам-посредникам. Первая обезьяна, заговорившая на языке глухонемых — шимпанзе Уошо, с которой во второй половине 60-х годов XX века работали американские психологи Аллен и Беатриса Гарднеры. За три года Уошо выучила 85 слов, а через пять лет с начала обучения знала уже 160 слов. К 1972 году в Оклахомском институте изучения приматов порядка 10 шимпанзе были обучены языку жестов.

Знаменитого самца бонобо Канзи научили понимать около 3000 слов и использовать более 500 слов при помощи компьютерной клавиатуры с лексиграммами.

Люди отличаются от шимпанзе не тем, чем хотели

Прочтение генома человека предоставило ученым большой объем информации о структуре нашего генома и особенностях нашей эволюции. Недавно прочтен и полный геном шимпанзе — нашего самого близкого современного родственника. В попытках найти генетическую причину различий между умственными способностями человека и шимпанзе было проведено несколько сравнительно-геномных анализов, результаты которых говорят о том, что быстрой молекулярной эволюции генов нервной системы у человека не наблюдалось. Видимо, скачок в умственных способностях человека обусловлен изменениями в очень малом числе генов, которые сложно детектировать. Напротив, гены, участвующие в функционировании семенников, демонстрируют массовое и быстрое накопление благоприятных мутаций как у человека, так и у шимпанзе.

Поведение и умственные способности человека находятся на качественно новом уровне по сравнению с обезьяньими. Разумно предположить, что эти различия имеют генетическую природу и, следовательно, должны быть заметны на сравнительно-геномном уровне. Поскольку полный геном человека и шимпанзе уже прочитан, этот вопрос стало возможно исследовать. До недавнего времени дарвиновский, или положительный, отбор, связанный с накоплением благоприятных мутаций, у человека было показан лишь для нескольких генов, тогда как в своей массе различия между геномом человека и шимпанзе носят нейтральный характер — то есть это случайные молекулярные изменения, зафиксированные в популяции шимпанзе или человека, которые серьезно не влияют на функционирование генов.

Широкое сравнительное исследование геномов человека и шимпанзе, проведенное немецкими учеными, было опубликовано в журнале Science в прошлом году (Khaitovich P. et al. 2005). Последовательности генов человека и шимпанзе были проанализированы на компьютере с использованием достаточно нового подхода: сравнивался уровень экспрессии (то, насколько интенсивно синтезируется продукт данного гена) гомологичных генов человека и шимпанзе, то есть генов, произошедших от одного и того же гена их общего предка.

Ученые изучили уровень экспрессии 21 тысячи генов в сердце, почках, печени, семенниках и мозге у 6 людей и 5 шимпанзе. Оказалось, что различия в уровне экспрессии положительно коррелируют с уровнем молекулярной дивергенции. То есть если сравниваемые гены имеют большое различие по уровню экспрессии (expression divergence, ось Y на графике), то они сильно отличаются и по своей нуклеотидной последовательности (Ka/Ki, ось X на графике). Далее, после усреднения характеристик генов по каждой из пяти изучаемых тканей, получилось, что меньше всего изменились гены, экспрессирующиеся в ткани мозга (черный квадрат) и далее по возрастающей: в сердце (красный), почках (зеленый), печени (синий) и семенниках (голубой).

Почему гены печени и семенников эволюционируют быстрее, чем гены ткани мозга и сердца? Возможны два объяснения: (1) быстро эволюционирующие гены менее важны, то есть их функционирование меньше влияет на приспособленность всего организма, поэтому они случайно накопили много мелких почти нейтральных мутаций (нейтральная теория молекулярной эволюции); (2) быстро эволюционирующие гены накопили благоприятные мутации, адаптивно влияющие на их функцию. Для выбора одного из этих двух объяснений верхнего графика недостаточно.

Дополнительную информацию может дать нижний график. Вначале посмотрим на внутривидовую дивергенцию. Из рисунка видно, что дендрограммы более компактны для генов ткани мозга и семенников, что говорит о важности поддержания одного и того же уровня их экспрессии внутри каждого вида. Разбросанные дендрограммы для генов сердца, почек и печени говорят о меньшей важности и меньшей консервативности уровня экспрессии этих генов на внутривидовом уровне.

Как оценить прошедший дарвиновский отбор, влияющий на уровень экспрессии генов? Считается, что если отношение межвидовой изменчивости в уровне экспрессии (длина отрезка, соединяющего два вида) к внутривидовой (длина веточек внутри каждого вида) значимо больше единицы, то в молекулярной эволюции данных генов был момент дарвиновского отбора, то есть произошла фиксация мутаций, положительно влияющих на функционирование данных генов.

Получается, что лишь гены семенников показывают высокую вероятность того, что на уровень их экспрессии влиял дарвиновский отбор. Само по себе это неудивительно. Гены, вовлеченные в сперматогенез и влияющие на семенную жидкость, участвуют в конкуренции с семенной жидкостью других самцов и защищают сперматозоиды от патогенов; гены, участвующие в узнавании гамет, претерпевают постоянную эволюционную гонку вооружений, появляющуюся из-за неравноправия полов: самцу выгодно, чтобы самка вложила как можно больше энергии в их потомка, тогда как самка должна регулировать и сдерживать эти эгоистичные желания, заботясь о своем здоровье и силах, необходимых для выращивания следующих потомков (самцу об этом думать не надо — он вкладывает в потомство мало энергии). Все эти аргументы говорят о том, что скорость эволюции генов, участвующих в сперматогенезе, должна быть высокой у всех половых видов, и человек в этом отношении не уникален.

Но как быть с отсутствием следов положительного отбора у генов мозга? Ученые не сдавались и провели еще один анализ. Они оценили число аминокислотных замещений в линиях, ведущих к человеку и шимпанзе, восстановив предполагаемую исходную аминокислотную последовательность общего предка человека и шипанзе с помощью данных из генома их общего более далекого родственника — крысы. То есть они «укоренили» филогенетическое дерево человека и шимпанзе — поставили на каждой дендрограмме между видами точку, от которой они начали свое расхождение. Если эволюция была нейтральная и равномерная, эта точка будет находиться посередине, а если одна из линий накапливала замещения быстрее — то точка общего предка сдвинется с центра.

И вот наконец-то (!) оказалось, что точка общего предка на дендрограмме генов, экспрессирующихся в ткани мозга, лежит ближе к шимпанзе — в линии, ведущей к человеку, было накоплено в 1,4 раза больше аминокислотных замещений. Теперь можно было надеяться, что именно эти аминокислотные замены сделали человека Человеком и что найдено рациональное зерно его эволюции.

Кстати, для генов семенников это отношение близко к единице (1,04), то есть хотя эволюция генов семенников была и быстрой (см. выше), но она шла равномерно как в линии человека, так и в линии шимпанзе — а значит, дарвиновский отбор шел в обеих линиях равномерно.

Однако радость ученых была недолгой. Недавно в журнале Trends In Genetics биологи из Мичиганского университета в г. Анн-Арбор опубликовали работу, в которой они расширили компьютерный генетический анализ генома человека и шимпанзе (Shi et al. 2006). Для укоренения дерева они использовали геном макаки. Применив пять разных определений того, что такое ген, специфичный для ткани мозга (1–3, согласно трем разным методикам, — те гены, которые экспрессируются только в ткани мозга; 4 — описанный в литературе список генов, вовлеченных в развитие и функционирование нервной системы; 5 — объединение всех генов, выявленных хотя бы в одном из подходов), ученые ни в одном из этих случаев не смогли показать значимо больший темп накопления аминокислотных замещений в линии, ведущей к человеку.

Анализ осложнялся тем, что геном шимпанзе прочтен менее качественно — в нем содержится больше ошибок, чем в человеческом, что может скрыть положительный отбор в линии человека. Проведя серию статистических анализов и учитывая потенциальное влияние ошибок в геноме шимпанзе, ученые доказали, что при происхождении человека не наблюдалось универсального и масштабного накопления аминокислотных изменений в генах, участвующих в работе нервной ткани.

Но ведь мы все-таки умнее шимпанзе и относительный размер мозга у нас больше! Видимо, развитие наших умственных способностей закодировано очень малым числом генов (изменением их последовательности или уровня экспрессии), и эти изменения не влияют на усредненные характеристики по всем генам нервной системы.

Источники:
1) Philipp Khaitovich, Ines Hellmann, Wolfgang Enard, Katja Nowick, Marcus Leinweber, Henriette Franz, Gunter Weiss, Michael Lachmann, Svante Pääbo. Parallel Patterns of Evolution in the Genomes and Transcriptomes of Humans and Chimpanzees // Science. 2005. V. 309. P. 1850-1854.
2) Peng Shi, Margaret A. Bakewell, Jianzhi Zhang. Did brain-specific genes evolve faster in humans than in chimpanzees? (Pdf, 300 Кб) // Trends In Genetics. 2006. V. 22. P. 608-613.