Практически все геномы как шимпанзе, так и людей были отображены в деталях. На уровне всего генома около 98,7% нуклеотидов в ДНК человека и шимпанзе точно такие же. Другим способом сказать это, конечно, является то, что мы только отличаемся от шимпанзе на 1,3 процента наших пар оснований ДНК. Однако шимпанзе и люди выглядят и действуют совсем по-другому друг от друга. Как это может быть? Рассмотрим две гипотезы, которые были выдвинуты для решения этого вопроса: 1) гипотеза «вариации в кодирующих областях» и 2) гипотеза регуляторных генов. Обе эти гипотезы полагаются на силу естественного отбора, но они делают это по-разному.
Вариант гипотезы регистров кодирования работает следующим образом: геном человека и шимпанзе составляют около 3 миллиардов пар оснований. Если мы применяем 1,3-процентную разницу между шимпанами и людьми на уровне нуклеотидов, мы получаем около 40 миллионов различий в базовой пар. Если только небольшая часть этих различий в базовых парах превращается в важные функциональные различия между шимпанзе и людьми, то существует множество вариантов естественного отбора для работы, и мы можем начать понимать, почему шимпанзе и люди действуют и выглядят так иначе, подобный на уровне ДНК.
Вторая гипотеза, касающаяся очевидного отсутствия соответствия между уровнями молекулярно-генетической дисперсии и морфологическими / поведенческими различиями между видами, является гипотезой регуляторных генов. Чтобы понять силу регуляции генов, помните, что каждая клетка вашего тела имеет один и тот же набор генов, но клетки кожи выглядят, чувствуют и делают разные вещи, чем клетки в мышцах, клетках в печени и т. Д. Это связано с тем, что экспрессия генов ¾, из которых гены включаются и выключаются, а также время их включения и f¾ в этих клетках.
Современная молекулярная биология показала, что большое количество ДНК непосредственно не участвует в кодировании фенотипически видимых признаков, а скорее производит белки, которые затем регулируют экспрессию других генов. Эти регуляторные энхансеры кодируют белки, функция которых заключается в том, чтобы определить, будут ли транскрибированы другие (целевые) гены; то есть они «включают» переключатели, которые приводят к генам-мишеням, производящим продукты. Это означает, что изменение определенных переключателей в определенное время во время разработки может привести к значительному изменению, даже если гены, кодирующие такие черты, как размер тела, пигментация, время воспроизведения и т. Д., Остаются неизменными. Эти переключатели, когда и как они перевернуты, могут помочь объяснить, почему два вида, такие как люди и шимпанзе, могут делиться 99-процентным сходством на уровне ДНК и все же выглядеть и действовать так по-разному.
Пока еще слишком рано говорить о том, поможет ли любая из этих двух гипотез или, возможно, даже другие гипотезы, еще не разработанные, понять как сходства, так и различия между двумя видами, которые настолько удивительно похожи на уровне ДНК пар оснований. Я, например, жду с придуманным дыханием для следующего крупного прорыва на этом фронте.
Моя последняя книга – «Принц эволюции: приключения Петра Кропоткина в науке и политике».
Говорящие обязательства: у меня была возможность рассказать о моей работе как по эволюции социального поведения, так и по истории науки на сотнях мест, включая 70 университетов, Институт Смитсоновского института, Американский музей естественной истории, Колониальный Уильямсбург, Поптех ! и фестиваль идей. Вы можете больше узнать о моих предыдущих и предстоящих выступлениях на языке: louisville.edu. Мне нравится посещать интересные группы людей, слышать об их работе и говорить о моих собственных исследованиях. В отличие от ряда моих коллег, я не беру на себя плату за непомерные голоса.