Oto, co czyni nas ludźmi

Co różni człowieka od szympansa? Brak części DNA, która hamuje rozrost mózgu i pobudza wzrost kości prącia

Publikacja: 10.03.2011 21:46

Dzielimy z nimi 96 proc. genomu. Tak wiele, a jednocześnie za mało, byśmy my, ludzie, mogli traktowa

Dzielimy z nimi 96 proc. genomu. Tak wiele, a jednocześnie za mało, byśmy my, ludzie, mogli traktować człekokształtne małpy po partnersku

Foto: Fotorzepa, Pio Piotr Guzik

Dzielimy z nimi 96 proc. genomu. Tak wiele, a jednocześnie za mało, byśmy my, ludzie, mogli traktować człekokształtne małpy po partnersku. Od dawna naukowcy zastanawiali się, gdzie tkwi przyczyna  ogromnej różnicy między naszymi gatunkami. – Największe pytanie brzmi: co leży u molekularnej podstawy bycia człowiekiem? – podsumowuje David Kingsley, profesor biologii rozwoju z Uniwersytetu Stanforda. Jego zespołowi udało się znaleźć na nie odpowiedź.

Sekret człowieczeństwa kryje się w utracie przez Homo sapiens w procesie ewolucji pewnych fragmentów DNA – dowiedli amerykańscy badacze, o czym informuje „Nature". Sami naukowcy byli swoim odkryciem zaskoczeni. Jeszcze do niedawna sądzono, że przewaga ludzi nad innymi gatunkami polega raczej na dodatkowym wyposażeniu genetycznym niż na ubytku. A tu taka niespodzianka. Mało tego – niejedyna. Okazało się, że zidentyfikowane różnice nie kryją się w samych genach, ale w części DNA, która odpowiada za ich ekspresję.

Szukając odpowiedzi na pytania nurtujące ludzi nauki, prof. Kingsley i jego koledzy porównali ze sobą materiał genetyczny człowieka i szympansa, który jest najbliższym ewolucyjnym krewnym Homo sapiens. Choć nasze drogi rozeszły się siedem milionów lat temu, to wciąż wiele nas łączy. Potwierdziły to wcześniejsze badania polegające na zsekwencjonowaniu genomu obu gatunków, co się udało w 2001 i 2005 roku.

W walce o seks

W rezultacie naukowcy odkryli miliony różnic. Zawęzili je jednak do zbioru 510 segmentów DNA. Podczas gdy na próżno szukać ich u Homo sapiens, to występują u wielu zwierząt, włączając w to szympansy. Z racji tego, że się tak świetnie zachowały, można przypuszczać, iż nie należą do tzw. śmieciowego DNA. Uczeni założyli, że skoro brakuje ich u ludzi, to właśnie w nich kryje się sekret unikalności naszego gatunku.

– Wyzwaniem było dopasowanie różnic między genomami do różnic pomiędzy gatunkami – przyznaje współautor badań Gill Bejerano, profesor genetyki i biologii rozwoju z Uniwersytetu Stanforda. Po dokładniejszej analizie okazało się, że z 510 miejsc tylko jedno należało do genu kodującego białko. Reszta dotyczyła obszarów w DNA, których rola polega na regulowaniu ekspresji genów, a więc zwiększaniu lub zmniejszaniu ich aktywności.

– Najprościej szukać odmienności między gatunkami w genach, w związku z czym wiele z nich jest dość dobrze przebadanych – tłumaczy dr Philip Reno z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii, członek zespołu.

„Zwierzęce" elementy DNA utraciliśmy 800 tys. lat temu, zanim nasi przodkowie oddzielili się od neandertalczyków

– Większą niewiadomą są inne regiony DNA. Jesteśmy na początku drogi odkrywania różnic, jakie w ich obrębie występują między ludźmi i szympansami.

Okazuje się, że jedna z nich dotyczy regionu odpowiadającego za zablokowanie wzrostu komórek mózgu. Małpy i inne zwierzęta go mają, ludzie nie. Naukowcy uważają, że utrata go mogła być jednym z decydujących etapów w rozwoju naszego gatunku. Pozwoliło to mózgowi człowieka na wzmożoną produkcję komórek, w rezultacie czego stał się niezwykle skomplikowanym organem.

„Zwierzęce" elementy DNA utraciliśmy 800 tys. lat temu, zanim nasi przodkowie oddzielili się od neandertalczyków

Druga luka w ludzkim DNA znajduje się niedaleko genu, który odpowiada za kodowanie receptora androgenowego. Jego aktywność jest związana z występowaniem cech typowych dla męskich osobników, np. kości prącia. Mężczyźni jej nie mają, w przeciwieństwie do samców szympansów. Generalnie występuje ona u gatunków, wśród których panuje silna rywalizacja o możliwość spółkowania. Częściej wśród zwierząt, których samice parzą się w krótkim czasie z wieloma samcami. Kość prącia odgrywa wówczas bardzo praktyczną rolę. Po pierwsze sprawia, że penis jest bardziej wrażliwy, co przyspiesza wytrysk, a tym samym zwiększa szanse na spłodzenie potomstwa. Po drugie może być pomocna w usuwaniu nasienia konkurentów. Po trzecie może „ścierać" pochwę, co odwodzi samicę od parzenia się z innymi samcami.

Utrata kości prącia umożliwiła naszym przodkom wydłużenie czasu stosunków seksualnych – uważają naukowcy. Dało to podstawę do powstania związków monogamicznych, a w rezultacie do stworzenia bardziej skomplikowanej struktury społecznej.

Co ciekawe, podobne braki uczeni odnotowali w genomie naszego wymarłego kuzyna, neandertalczyka. A to może oznaczać, że utraciliśmy te fragmenty DNA ponad 800 tys. lat temu, kiedy to przodkowie człowieka oddzielili się od linii neandertalskiej. Ma to sens o tyle, że nasi kuzyni również mieli duże mózgi i krzyżowali się z ludźmi.

Ambitne plany

Naukowcy chcą kontynuować pracę nad identyfikacją zmian, które przyczyniły się do ewolucji cech ludzkich. Ale mają jeszcze bardziej ambitne plany. Będą szukać różnic w genomach pod kątem podatności ludzi na choroby – od raka przez malarię po parkinsona. Jak mówią, wspaniale jest badać nie tylko to, skąd pochodzimy, ale również to, w jaki sposób genetyczna historia ukształtowała naszą biologię.

Masz pytanie, wyślij e-mail do autorki i.redlinska@rp.pl

Dzielimy z nimi 96 proc. genomu. Tak wiele, a jednocześnie za mało, byśmy my, ludzie, mogli traktować człekokształtne małpy po partnersku. Od dawna naukowcy zastanawiali się, gdzie tkwi przyczyna  ogromnej różnicy między naszymi gatunkami. – Największe pytanie brzmi: co leży u molekularnej podstawy bycia człowiekiem? – podsumowuje David Kingsley, profesor biologii rozwoju z Uniwersytetu Stanforda. Jego zespołowi udało się znaleźć na nie odpowiedź.

Sekret człowieczeństwa kryje się w utracie przez Homo sapiens w procesie ewolucji pewnych fragmentów DNA – dowiedli amerykańscy badacze, o czym informuje „Nature". Sami naukowcy byli swoim odkryciem zaskoczeni. Jeszcze do niedawna sądzono, że przewaga ludzi nad innymi gatunkami polega raczej na dodatkowym wyposażeniu genetycznym niż na ubytku. A tu taka niespodzianka. Mało tego – niejedyna. Okazało się, że zidentyfikowane różnice nie kryją się w samych genach, ale w części DNA, która odpowiada za ich ekspresję.

Pozostało 82% artykułu
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań
Nauka
Północny biegun magnetyczny zmierza w kierunku Rosji. Wpływa na nawigację
Materiał Promocyjny
Do 300 zł na święta dla rodziców i dzieci od Banku Pekao
Nauka
Przełomowe ustalenia badaczy. Odkryto życie w najbardziej „niegościnnym” miejscu na Ziemi