Об одностороннем движении генов

lenivtsyn — 29.10.2025 Тому, кто сегодня мало-мальски интересуется наукой, известно, что все неафриканские Homo sapiens имеют в своём геноме несколько процентов неандертальских генов. Кто интересуется наукой на пол штыка глубже, знает, что эти неандертальские гены все относятся к ядерной ДНК, в то время как митохондриальная ДНК человека, передающаяся по материнской линии (от матери к дочке) следов скрещивания с неандертальцами не несёт.

Самое простое объяснение этого факта — в межвидовые половые контакты вступали самцы неандертальцев и самки Homo sapiens, но не наоборот. Соответственно гибридов всегда вынашивали самки Homo sapiens и никогда — неандерталки, поэтому гибридные самки всегда наследовали мтДНК Homo sapiens и никогда — неандертальскую. Поршневисту такое объяснение представляется не только самым простым, но и самым естественным: оно прекрасно дополняет оставленный Поршневым эскиз картины дивергенции, при том что сам Поршнев умер задолго до того, как генетики расшифровали геномы сапиенсов и неандертальцев. Оставалось только удивляться, почему это простое объяснение до сих пор не было озвучено в научных журналах? Неужели современные учёные сапиенсы такие мачисты, что не допускают даже в научной теории, чтобы не наши предки наставляли рога неандертальцам с неандерталками, а наоборот? Нет, не верю...

Само собой, самое простое объяснение совсем не означает самое правильное. И вот, наконец, команда учёных (антропологов, эволюционных биологов и генетиков) под руководством Патрика Эппенбергера из Цюрихского университета предложила своё решение: беременность самки-гибрида (независимо от того, кто из её родителей был неандертальцем, а кто — сапиенсом) часто заканчивалась выкидышем из-за несовместимости генов матери и плода.

Внимание специалистов привлек ген PIEZO1. Он играет ключевую роль в работе красных кровяных телец — эритроцитов, влияет на свойства клеток, которые помогают эритроцитам эффективно доставлять кислород.

У Homo neanderthalensis и Homo sapiens существовали разные версии этого гена. Ученые обозначили неандертальский вариант как V1, а вариант сапиенсов — как V2. Эппенбергер и его команда взяли ДНК неандертальцев и современных людей и посмотрели, чем они различаются в одном конкретном гене — PIEZO1. Проще говоря, хотели разобраться, зачем природе понадобились разные варианты одного и того же гена.

Исследователи создали модель белка, который кодируется PIEZO1. То есть «собрали» на компьютере его трехмерную структуру и посмотрели, как она работает. С помощью сложного компьютерного моделирования и экспериментов с настоящими человеческими эритроцитами в лаборатории Эппенбергер и его коллеги выяснили, что белок PIEZO1 у неандертальцев действовал иначе, чем у сапиенсов.

Кровяные тельца с неандертальским вариантом V1 связывали кислород намного сильнее и неохотнее его отпускали. У сапиенсов вариант V2 был менее «цепкий».

V1 — доминантный аллель. Значит, если человек унаследовал одну копию V1 от неандертальского предка и одну копию V2 от сапиенса, его кровь вела себя как «неандертальская»: гемоглобин сильнее связывал кислород.

В первом поколении подобный гибрид обычно развивался нормально — как в утробе неандерталки, так и женщины-сапиенс, поскольку мать была «чистая» по гену — либо V1/V1, либо V2/V2. Но во втором поколении ситуация менялась.

Если мать-гибрид имела два варианта гена — V1 и V2, а плод в данном случае — две копии V2, то гемоглобин матери прочно удерживал кислород и плохо отдавал его плоду. Это нарушало градиент транспорта кислорода через плаценту и могло вызывать гипоксию у плода, повышая риск выкидыша.

У гибридной женщины с двумя вариантами гена — V1 и V2, — которая вынашивала ребенка с двумя копиями V2 (мать и отец передали ему одинаковую версию гена PIEZO1 — вариант V2), гемоглобин в крови слишком крепко связывал кислород и не отдавал его плоду. Из-за этого нарушался градиент передачи кислорода через плаценту: кислород хуже переходил от матери к плоду, плод испытывал гипоксию (недостаток кислорода), что повышало риск выкидыша.

Между прочим, этой генетической несовместимостью матери и плода группа Эппенбергера объясняет не только отсутствие неандертальских генов в мтДНК человека, но и вымирание неандертальцев.

... в своей статье они утверждают, что эта несовместимость могла привести к снижению репродуктивной функции неандертальцев. «За тысячелетия сосуществования даже низкий уровень потока генов от современных людей к неандертальцам мог привести к постепенному ухудшению репродуктивной функции, усугубляющемуся из поколения в поколение», — пишут они.

Учёные предполагают, что для популяции H. sapiens это не было бы такой проблемой , поскольку она была гораздо больше. ДНК неандертальцев могла распространяться в популяции через отцов, но вариант V1 быстро исчез бы в результате естественного отбора. Это может объяснить, почему ядерная ДНК неандертальцев сохранилась у современных людей, в то время как митохондриальная ДНК, наследуемая только по материнской линии, — нет.

Признаю, что сам я к генетике никаким боком, поэтому и цитирую везде по популяризаторским статьям, а не первоисточнику, который даже не пытался читать. Возможно, поэтому же мне непонятно и — каким образом несовместимость могла привести к вымиранию неандертальцев, если она срабатывала только в том случае, когда плод в чреве матери-гибрида оказывался носителем двух копий V2, т.е. когда отцом был сапиенс или гибрид, но точно не неандерталец. Никакого ухудшения репродуктивной функции неандертальцев я в такой модели не вижу. Очевидно, что тут дело не в несовместимости, а в том, что неандертальцы просто растворились в популяции сапиенсов без остатка. Но только почему учёные решили, что во время интрогрессии (смешения с неандертальцами, которое могло продолжаться в течение нескольких поколений, но вряд ли тысячелетия) популяция сапиенсов была гораздо больше популяции неандертальцев? Скорее наоборот. Во всяком случае, если говорить о той первой интрогрессии, оставившей свой генетический след во всей неафриканской популяции сапиенсов, в отличие от последующих интрогрессий, затрагивавших только её части.

Вообще, это общий случай, когда, совершив открытие, люди сразу же начинают пихать его туда, куда оно совсем не лезет, поэтому судить учёных строго не буду. Если отставить момент с якобы найденной причиной вымирания неандертальцев, то само по себе открытие группы Эппенберга, несомненно, интересно, хотя нашего простого объяснения оно не опровергает, и по-справедливости простое объяснение тоже нужно озвучить.

И — да, помимо приведённых в начале поста научных фактов, есть ещё один несомненный научный факт: это в геноме Homo sapiens обнаружили гены, полученные от неандертальца, а потом и денисовца; в геномах неандертальца и денисовца генов, полученных от Homo sapiens, пока никто не находил.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив