Схема строения хромосомы в поздней профазе метафазе митоза. 1 хроматида; 2 центромера; 3 короткое плечо; 4 длинное плечо … Википедия
I Медицина Медицина система научных знаний и практической деятельности, целями которой являются укрепление и сохранение здоровья, продление жизни людей, предупреждение и лечение болезней человека. Для выполнения этих задач М. изучает строение и… … Медицинская энциклопедия
Раздел ботаники, занимающийся естественной классификацией растений. Экземпляры со многими сходными признаками объединяют в группы, называемые видами. Тигровые лилии один вид, белые лилии другой и т.п. Похожие друг на друга виды в свою очередь… … Энциклопедия Кольера
генетическая терапия ex vivo - * генетычная тэрапія ex vivo * gene therapy ex vivo генотерапия на основе изоляции клеток мишеней пациента, их генетической модификации в условиях культивирования и аутологичной трансплантации. Генетическая терапия с использованием зародышевой… … Генетика. Энциклопедический словарь
Животные, растения и микроорганизмы наиболее распространенные объекты генетических исследований.1 Acetabularia ацетабулярия. Pод одноклеточных зеленых водорослей класса сифоновых, характеризуются гигантским (до 2 мм в диаметре) ядром именно… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Полимер - (Polymer) Определение полимера, виды полимеризации, синтетические полимеры Информация об определении полимера, виды полимеризации, синтетические полимеры Содержание Содержание Определение Историческая справка Наука о Полимеризация Виды… … Энциклопедия инвестора
Особое качественное состояние мира, возможно, необходимая ступень в развитии Вселенной. Естественно научный подход к сущности Ж. сосредоточен на проблеме ее происхождения, ее материальных носителей, на отличии живого от неживого, на эволюции… … Философская энциклопедия
Изучение обезьян позволяет ученым делать открытия, имеющие значение для всего мира существ на планете. Специалистами изучаются не только отдельные поведенческие признаки. Генетики тщательно углубляются в вопросы о хромосомной структуре животных. Вопрос о том, сколько хромосом у обезьян по отношению к другим животным, имеет первостепенное значение для исследователей.
Сколько хромосом у обезьяны
Наследственный материал, входящий в состав ядра эукаритической клетки организма называется хромосомой. Нити хромосом образуют ДНК. Функции молекулы включают в себя сохранение и передачу информации об определенных свойствах, присущих каждому виду (кариотипу) организма. Шимпанзе имеет самое близкое строение к человеческому ДНК. У этого вида обезьяны 48 хромосом или 24 пары клеток. У человека для сравнения 46 хромосом. Некоторые исследователи утверждают о том, что геном шимпанзе совпадает на 97,4 % с человеческим.
Другие приматы имеют свою структуру кариотипа (количество хромосом):
- Макаки – 42.
- Гиббоны – 44.
- Мартышки – 55-71.
- Ревуны – 42-50.
По одной из версий, которая поддерживает происхождение людей от обезьян, хромосомные изменения случились в процессе мутации около 6 млн. лет назад. Как утверждают исследователи, под воздействием внешних факторов две хромосомы слились в одну и образовались два разных кариотипа, человека и шимпанзе. Человекообразные обезьяны и человек объединены в семейство гоминид.
Наименьшие генетические вариации присущи именно человеку. Поэтому хромосомные изменения и кровосмешение часто бывают проблемными. Генетическая схожесть двух не родственных людей больше, чем у шимпанзе из одной семьи. Поэтому библейское происхождение людей от Адама и Евы в некотором роде имеет под собой основание. Генетическое разнообразие людей очень мало, несмотря на различия во внешних признаках: цвете кожи, глаз, росте, телосложении.
На сегодняшний момент специалисты опровергают схожесть генома человека и шимпанзе, и как следствие, версию об общем предке. Интересно, что ДНК человека и банана совпадает на 50 %. Но это не говорит о том, что наш организм и ДНК банана имел когда-то общего родственника. Например, ДНК человека и мыши совпадает на 98 %, а с собакой на 95%. С другой стороны, именно генетическая схожесть позволяет человечеству открывать новые лекарства, творящие революцию в фармакологии. С помощью опытного изучения создаются все более мощные средства против тяжелых заболеваний.
В настоящее время проводится многочисленные исследования в ДНК шимпанзе и человека. Противники теории о совпадении ДНК утверждают, что на самом деле отличия между геномами около 19%. То есть в действительности схожесть составляет не более 81%, а по некоторым источникам намного меньше.
У генетиков принят термин – эффективный размер популяции. Он обозначает необходимое количество особей для передачи всего генетического материала. Согласно исследованиям, для сохранения генетической информации человека необходимо около 15 000 людей, не более 0,02% от всего населения. У мышей эффективный размер популяции равен 733 000 особей. Таким образом, генетическая схожесть не является определяющим фактором для утверждения о том, что когда-то человек и шимпанзе имели общего предка. Споры по этому вопросу не утихают до сих пор.
Голос за пост - плюсик в карму! :)
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. 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. 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. 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.
Новые исследования Y-хромосомы шимпанзе удивили многих. В результате проделанной работы Y-хромосомы шимпанзе были, наконец, расшифрованы. 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”.
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. 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». 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 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
Какое количество хромосом у человекообразных обезьян, Вы узнаете из этой статьи.
Сколько хромосом у обезьяны?
Хромосомы – это генетический материал, который находится в клетке организма. В каждой из них содержится молекула ДНК в скрученном виде спирали. Полный набор хромосом именуется кариотипом.
Генетическое сходство человека и человекообразных обезьян просто поражают. ДНК человека и обезьяны совпадают на 98,9%. А количество хромосом отличается всего одной парой.
У шимпанзе их 48, то есть 24 пары, а у человека – 46, то есть 23 пары.
Почему так? Дело в том, что в ходе эволюционного процесса у наших предков две различные хромосомы (переданные от приматов) объединились в одну. Это очень важный момент, который определил генетическую изоляцию и видообразование. Кстати, такие изменения в числе хромосом наблюдаются и у других видов. На каком-то этапе общая ветвь развития общего предка человека и обезьяны разошлась. Начались скоростные накопления мутаций, которые и установили различие в ДНК и количестве хромосом. Приблизительно наше расхождение с шимпанзе случилось в период от 5,4 до 7 млн. лет назад.
Большой мозг, кроме человека, появился в ходе эволюции еще у слонов и китообразных. Но ведь они и сами очень большие, куда больше нас. А в целом эволюция до сих пор редко приводила к появлению видов с таким большим мозгом. Ведь этот орган обходится животным очень дорого. Во-первых, мозг потребляет огромное количество калорий, поэтому животному с большим мозгом требуется больше пищи. Во-вторых, большой мозг затрудняет роды: у наших предков до изобретения медицины была поэтому очень большая смертность при родах, причем умирали как дети, так и матери (Мы еще вернемся к обсуждению этих вопросов). А главное, есть множество способов прекрасно прожить и без большого мозга, чему свидетельством является вся живая природа вокруг нас. Требовалось некое уникальное стечение обстоятельств, чтобы естественный отбор стал поддерживать увеличение мозга у тех обезьян, которые стали нашими предками. Ученые, изучающие эволюцию человека, изо всех сил пытаются понять, что это были за обстоятельства. Мы к этой теме обязательно вернемся.
И последнее: кто-то ведь должен быть первым! Мы - первый вид на этой планете, достаточно сообразительный для того, чтобы задаться вопросом: "Откуда я появился и почему другие животные не стали такими же, как я?" Если бы первыми разумными существами стали муравьи, они бы терзались тем же вопросом. Станут ли другие виды животных разумными в будущем? Если мы, люди, им не помешаем, не истребим их и позволим спокойно эволюционировать, то это не исключено. Может быть, вторым видом разумных существ когда-нибудь станут потомки нынешних дельфинов, или слонов, или шимпанзе.
Но эволюция - ужасно медленный процесс. Чтобы заметить хоть какие-то эволюционные изменения у таких медленно размножающихся и медленно взрослеющих животных, как шимпанзе, нужно наблюдать за ними как минимум несколько веков, а лучше - тысячелетий. Но мы начали наблюдать за шимпанзе в природе лишь несколько десятилетий назад. Даже если бы шимпанзе сейчас действительно эволюционировали в сторону "поумнения", мы просто не сумели бы это заметить. Впрочем, я не думаю, что они это делают. Но вот если бы все люди сейчас переселились из Африки на другие материки, а Африку сделали бы одним огромным заповедником, то в конце концов потомки нынешних шимпанзе, бонобо или горилл вполне могли бы стать разумными. Конечно, это будут вовсе не люди, а другой вид разумных приматов. Только ждать придется очень долго. Может быть, 10 миллионов лет, а может, и все 30.
А мы точно уверены?
Среди откликов на книгу "Рождение сложности" преобладали положительные, но кое-какие упреки тоже были высказаны. Один из них меня сильно удивил. Критику показалось, что, включив в книгу несколько страниц полемики с креационистами (людьми, отрицающими эволюцию), я проявил неуважение к читателю. Дескать, книга рассчитана на грамотных людей, и оскорбительно думать, что кто-то из них может всерьез относиться к таким глупостям, как креационизм.
Так-то оно так, но приверженцы этих глупостей весьма активны, лезут во все щели, а многие пусть и грамотные, но далекие от биологии люди не очень хорошо ориентируются в фактах, на которых основана железобетонная уверенность биологов в реальности эволюции. Дорогие читатели, я вас уважаю. Но на всякий случай все-таки приведу здесь пару фактов, которые могут пригодиться в бытовых спорах с креационистами. Время от времени креационисты попадаются на жизненном пути каждого нормального человека.
Недавно мы с коллегами опубликовали в интернете большой текст, фактически целую электронную книгу, под названием "Доказательства эволюции" (Борисов и др., 2010 ). Эта подборка во многом избыточна. Для того чтобы признать реальность эволюции (включая происхождение человека от древних нечеловеческих обезьян), достаточно десятой доли того, что там изложено. Доказательств так много и они такие разные, что для удобства их обычно делят на тематические группы: эмбриологические доказательства, палеонтологические, биогеографические, сравнительно-анатомические, молекулярно-генетические и т.д. Здесь я приведу лишь несколько фактов из последней группы: они достаточно просты, компактны и неопровержимы. Прочие доказательства доступны по адресу http://evolbiol.ru/evidence.htm .
Итак, какие же свидетельства эволюционного происхождения человека от "нечеловеческих животных" дает нам молекулярная генетика? Напомню, что гены - это фрагменты молекул ДНК, а ДНК - это полимер, представляющий собой длинную цепочку последовательно соединенных мономеров - нуклеотидов. В состав ДНК входят нуклеотиды четырех типов, обозначаемых буквами А, Т, Г и Ц (или А, Т, G и С). Из этих букв складываются длинные тексты, примерно такие: .. АТТГГААТАТГЦГЦАТГЦАТАААГ...
Генетические тексты, записанные в молекулах ДНК (хромосомах) (каждая хромосома состоит из одной молекулы ДНК и множества вспомогательных белков, которые помогают правильно упаковывать ДНК, "считывать" с нее информацию, размножать и т.д. У человека в ядре каждой клетки находится 23 пары хромосом, причем одна хромосома в каждой паре получена от мамы, а другая - от папы. У шимпанзе и других "нечеловеческих человекообразных обезьян" 24 пары хромосом. У предков человека две хромосомы слились в одну (наша вторая хромосома сохранила четкие следы этого слияния). Вообще изменение числа хромосом - не редкость в эволюции. Вопреки распространенному среди креационистов заблуждению различия в числе хромосом не являются непреодолимым препятствием для скрещивания и производства плодовитого потомства. Известны виды организмов (растений, насекомых, млекопитающих), у которых есть внутривидовая изменчивость по числу хромосом, причем особи с разным числом хромосом скрещиваются и дают нормальное плодовитое потомство. Один из примеров - дикие кабаны, у которых имеется значительный хромосомный полиморфизм ) в виде последовательностей из четырех нуклеотидов, передаются по наследству от родителей к потомкам. В них особым образом (ужасно сложным) зашифрованы наследственные свойства организма. У каждого организма свой уникальный набор таких текстов, который называется геномом (исключение - однояйцевые близнецы, у них геномы одинаковые).
У близких родственников геномы очень похожи - например, из каждых 10000 букв может различаться в среднем лишь одна, а остальные 9999 будут одинаковы. Чем отдаленнее родство, тем больше различий. Сравнение нуклеотидных последовательностей ДНК - превосходный метод определения степени родства сравниваемых организмов. Это обстоятельство широко применяется на практике, в том числе для установления отцовства (или более отдаленного родства). Например, недавно на основе анализа ДНК из человеческих костей, обнаруженных под Екатеринбургом, удалось доказать, что это действительно (как и предполагалось) останки семьи последнего российского императора Николая II. При этом для сравнения был использован генетический материал ныне живущих родственников царской семьи (Rogaev et al. 2009 ).
Изучая семьи с известной генеалогией, генетики оценивают скорость накопления различий в ДНК. В частности, большую помощь оказало исследование ДНК населения Исландии - уникальной страны, где по церковным книгам можно выяснить родословную чуть ли не каждого жителя на много веков вспять, порой даже до первопоселенцев, прибывших в Исландию из Норвегии в IX веке. Причем из останков нескольких первых колонистов тоже удалось извлечь ДНК для анализа. Теми же методами можно реконструировать историю целых народов или, к примеру, находить среди современных азиатов потомков Чингисхана. Результаты генетического анализа при этом хорошо согласуются с сохранившимися историческими сведениями. В ходе многочисленных исследований такого рода, где можно было непосредственно сравнить генетические данные с историческими, генетики раз за разом убеждались в достоверности оценок родства на основе сравнения ДНК, а используемые методы развивались и совершенствовались.
